在冬季寒冷、气温低于零度的地区，湖泊上会覆盖一层冰，长达数月之久。我们可能认为冬季冰冻湖面下不会发生太多事情。
但这离现实还很远。
许多动物、微生物和藻类在湖冰下仍然活跃。这就是我们每年冬天都能享受冰钓的原因。
湖冰层就像一层隔热层，可以抵御寒冷。但是，如果冰层变白或被雪覆盖，光在湖冰下的穿透力会进一步减弱。
尽管水生生物在冰下仍然活跃，但在寒冷和近乎的环境中生存仍面临许多挑战。冰下湖泊食物链重组，整个生态系统的运作方式也不同。
冬季结冰是湖泊年度循环中一个独特的时期。但这并不罕见：世界上大多数湖泊每年都会结冰!
作为淡水生态学的研究人员，我们研究湖泊是为了更好地了解冰下的生态系统如何运作。我们的目标是让人们了解湖冰下的世界。
我们对冬季的湖泊了解多少?
从历史上看，陆地、海洋和淡水生态学家都认为寒冷季节是“生物休眠期”。这种过于简单的观点，加上在冰雪下采集样本的后勤挑战，削弱了科学研究的积极性，阻碍了冬季生态研究的进展。
如今，我们知道湖冰下的活动比以前想象的要多。尽管现在人们已经相当清楚，湖泊在寒冷的季节不会“沉睡”，但事实是，我们对冬季湖泊生态的了解比一年中任何其他时间都要少得多。
除此之外，我们知道许多微生物在冰下仍然活跃。一些微生物活动甚至受益于冬季条件，促进营养物质的转化，使其更“可用于”春季藻类的生长。就像我们添加到花园中的肥料一样，当冬季冰消失时，这些营养物质在刺激食物链底层的生长方面发挥着重要作用。
冬季还有利于某些动物的生命周期。许多无脊椎动物和鱼类不会选择休眠或迁徙，而是在冰下保持活跃，以利用捕食和竞争减少的平静期。冬季活动也带来了巨大的优势：冬季活动的动物是春季最先获得丰富新鲜食物的动物。
“动物冬天吃什么?”
由于冰层下温度低、光照水平低，冬季水生植物和藻类的光合作用很少。因此，许多食草动物必须寻找其他食物来源，或制定冬季生存策略，例如积累脂肪储备。
一些浮游动物(悬浮在水中的微小动物)就是这样做的：它们在秋季从藻类中积累有益健康的脂肪(如omega-3)，并在冬季食物匮乏时依靠这些储备生存。与熊类似，浮游动物也可以将冬季的脂肪转移给后代，帮助它们在春季成长。
动物克服冬季营养不足的另一种策略是降低新陈代谢和活动能力。通过减少能量消耗，许多动物在冬季减少了对食物的需求。一些鳟鱼物种甚至可以选择它们的冬季栖息地，以减少游泳距离。
冬季冰的好处
寒冷的冬天除了有利于生命和化学循环之外，还给自然和人类带来益处。
冬季可以调节其他季节。例如，漫长而寒冷的冬季会导致湖泊的夏季变短、变凉。事实上，在全球范围内，冬季冰的存在对湖水夏季变暖趋势有重大影响。
温暖的夏季有利于藻类的大量繁殖(例如蓝藻或蓝藻，它们有时会释放素)。因此，漫长而寒冷的冬季有助于减少这种滋扰，并通过调节夏季温度来保持水质。
冬季的湖冰也使我们的社会受益。在北温带地区，结冰的湖泊提供了滑冰和冰钓等娱乐活动。在更北的地方，冬季是一年中最长的季节，湖冰提供了重要的社会经济服务，例如通过冰路进行运输，并且对于文化传统和食物生存至关重要。
因此，冬天的冰对于我们来说也是很珍贵的。
冰融化
随着全球变暖，我们经常听说北冰洋冰盖融化的消息。尽管媒体报道较少，但淡水冰也在减少。而且减少的速度比以前想象的要快。
根据我们的记录，至少两个世纪以来，湖泊结冰时间越来越晚，融化时间越来越早。然而，最近的研究表明，过去25年来，冬季冰融化速度加快了六倍。
结果，北半球的数千个湖泊不再结冰或仅偶尔结冰。加拿大的湖泊也不例外：我们五大湖的冰覆盖率从未像2024年冬天那样低。科学界已经在讨论冬季变暖对商业渔业和这些大型生态系统运作的影响。
我们才刚刚开始填补冬季湖泊生态知识方面的空白。因此，预测未来湖泊将如何随着冰层消融而发生变化仍然很困难。
只有通过推进冬季湖泊生态学研究，我们才能更好地了解冬季变暖的后果。这项工作为制定预测以及自然和社会的保护、缓解和适应策略奠定了基础。
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