2月27日，实验室陈发虎院士领导的湖泊记录研究团队在国际著名期刊《Nature Climate Change》在线发表了题为“Aerosol-weakened summer monsoons decrease lake fertilization on the Chinese Loess Plateau”的重要研究成果。该团队依托近2000年的高山湖泊记录，首次揭示出在隋唐和中世纪自然暖期下高山湖泊发生了显著的湖泊富营养化，而在现代暖期下亚洲高山湖泊生物快速响应全球变暖但没有发生富营养化。研究发现，在人类活动驱动的现代气候变暖背景下，亚洲地区快速工业化产生的气溶胶污染对亚洲夏季风的显著影响导致高山湖泊生态系统产生了不同于自然暖期下的响应过程。该文章第一作者和第一通讯作者单位均为兰州大学，刘建宝博士为第一作者，通讯作者是陈发虎院士。《Nature Climate Change》是国际最权威学术刊物《Nature》的子刊，影响因子为17.2。《Nature Climate Change》还专门邀请了国际著名科学家Harry J. Dowsett教授同期撰写了一篇以“Aerosols shift lake ecosystem”为题的专题评论 ，以发表专题文章的形式给予了高度评价。该论文的发表标志着兰州大学在气候变化与环境生态学领域的研究取得了显著进展。

评估和预测现代暖期人类活动主导的区域气候变化及其对生态系统的影响是极具挑战性的前沿科学问题。已有研究认为，亚洲地区的快速工业–城市化发展导致近几十年来该地区气溶胶含量显著增多，在亚洲大陆上空产生“阳伞效应”，导致海陆热力差异减小，进而对亚洲夏季风气候产生了显著影响。但这种由于气溶胶导致的现代暖期季风变化与由于太阳辐射等自然因子导致的自然暖期季风变化特征有何不同？其对亚洲季风区的水生生态系统又会产生什么样的不同潜在影响？在全球未来持续变暖背景下，这种潜在影响会如何变化？这些问题尚不清楚。深入对比两种暖期季风变化对湖泊生态系统的影响过程及其机制可为理解上述问题提供重要窗口。古湖沼学研究提供了实现此种对比的有效途径。刘建宝等的研究发现，人为排放气溶胶影响下的全球变暖对亚洲湖泊生态系统具有显著不同的影响，具有不同于以往的独特性，事实上改变了自然状态下气候对生态系统的影响方式，而且这种人为影响已经明显超越了过去两千年的自然变率。研究认为，未来气溶胶的减排以及全球气候的持续变暖将进一步加剧该地区的高山湖泊的生态系统退化，可能会产生严重的富营养化问题，使该地区已经较为紧张的淡水供应形势更为严峻。

该研究为评估在全球变暖背景下人为气溶胶排放对亚洲气候和生态脆弱带的影响提供了科学依据，研究成果被《Nature Climate Change》审稿专家评价为“一项创新性的工作，首次揭示了气溶胶污染在对区域和全球气候产生影响的情况下进而对生态系统产生的可能潜在影响，对进一步理解全球变暖背景下的高山湖泊环境恶化和生态退化具有重要意义”。同期Harry J. Dowsett教授的评论文章认为：“该研究结果说明，气候变化能够对生态系统产生复杂的影响，可以将生态系统改变到以前从来没有的状态，在全球变暖背景下，未来生态系统的变化找不到历史的相似型”。

图1  现代暖期（a）与自然暖期（b）背景下季风区不同湖泊生态系统响应过程的示意图