湖泊是地球系统的重要组成部分，在全球水文和生物地球化学循环中发挥着重要作用[1]。尽管湖泊仅覆盖了大约2.2%的陆地表面面积，但它们提供了重要的生态系统服务，如淡水供应、气候调节、旅游、渔业和生物多样性支持[[2], [3], [4]]。湖泊还在水循环中起到关键缓冲作用，储存和重新分配淡水，同时影响局部和区域气候[[5], [6], [7]]。然而，这些生态系统对气候变率和环境干扰非常敏感[8]。它们的韧性正受到人类活动的日益威胁，包括土地利用变化、污染和温室气体排放，所有这些因素都导致湖泊热状态和生态系统动态的变化[[9], [10], [11]]。因此，了解驱动湖泊温度变化的关键因素，特别是表面水温的变化，对于预测未来气候影响以及制定有效的保护和管理策略至关重要。
湖泊表面水温（LSWT）是湖泊对气候变化响应的关键指标[12]。它通常定义为湖泊近表层（<1.0米）的温度[13]。研究表明，近年来全球湖泊表面水温显著升高[[14], [15], [16], [17]]，平均每年升高0.24 °C[2]。LSWT受到长期气候趋势[[18], [19], [20]]和更频繁的极端气候事件[21,22]的影响，这可能导致湖泊热力学环境的显著变化[[23], [24], [25]]。大气热浪会增加LSWT，并对整个生态系统产生连锁影响[21,22]。极端降雨事件会影响湖泊的热交换过程[26]，无论是直接作用还是通过引起水位和水质波动[27]。极端干旱通过减少降水量、加剧蒸发作用并随后降低水位来加速水温升高[28]。此外，冰川融水也会影响湖泊表面升温趋势[29]。
除了气候因素外，过去一个世纪快速的城市化进程深刻改变了地貌和区域气候[[30], [31], [32], [33]]，给湖泊带来了另一种人为压力。城市扩张改变了地表特性，增加了不透水表面，改变了局部热湿动态，导致城市热岛效应[34]。这些变化影响区域水文和能量平衡，可能通过增加热径流、改变风型（从而减少表面混合带来的蒸发冷却）以及改变降水模式（放大温暖径流输入同时降低地下水的热缓冲能力）等方式导致更高的LSWT[35,36]。尽管已有研究报道了城市化对溪流水温的影响[37,38]，但目前关于LSWT的研究主要集中在小尺度和微观机制上。例如，滇池流域的城市扩张提高了地表温度，改变了陆地与湖泊之间的热对比，加剧了湖泊表面升温，并显著影响了浮游植物的生长时间和规模[39]。然而，以往的研究尚未揭示城市扩张对湖泊变暖的大规模机制效应。此外，城市化强度、土地利用模式与湖泊热动态之间的关系尚未完全理解，这给评估LSWT趋势的空间变异性带来了挑战。解决这些问题，特别是城市化对大规模LSWT升温的影响，对于改进气候适应策略和可持续水资源管理至关重要。
为了填补关于城市化对LSWT影响的这一知识空白，我们整合了多个数据集，包括全球湖泊表面水温数据集（GLAST）、全球湖泊水文数据库（HydroLAKES）、中国湖泊流域综合数据集（CODCLAB）、全球不透水表面数据（GAIA）、Randolph冰川清单（RGI）以及欧洲中期天气预报中心（ECMWF）的ERA5-Land再分析数据（详见方法部分）。通过分析这些数据，我们研究了中国587个主要湖泊的热环境，并探讨了城市化影响LSWT升温的过程和机制（见在线图S1）。具体来说，我们评估了城市化存在与否以及城市化强度不同对LSWT升温的差异。我们的目标是提高对湖泊表面升温的理解，为评估城市化对LSWT变化的影响提供科学依据，并支持湖泊管理和决策制定。
