湖泊是地球表层主要淡水资源库，在维持生态系统稳定性和人类社会可持续性发展方面发挥着重要作用。在气候变化和人类活动影响日益增强的背景下，全球湖泊水文情势稳定性及其服务功能发挥面临挑战。由于地面监测资料时空代表性不足，且传统的雷达测高卫星观测仅限于少数大型湖泊，制约了全球湖泊水储量变化的定量评估以及时空分异特征规律的认识。本研究首次联合激光测高卫星ICESat及其第二代卫星ICESat-2形成长时序高程观测资料，对全球10 km²以上的自然湖泊水位-水量在近二十年（2003-2020）变化特征开展了定量研究，并分析了21世纪以来全球湖泊水文变化的空间格局。研究发现：两代测高卫星能监测到约6500个湖泊（>10 km²）水位-水量变化，被观测到的湖泊其总水量占全球湖泊总水量的94%。其中，约54%数量的湖泊水位在2003-2020年时期变化趋势显著（p<0.05），水位变化趋势明显的湖泊中有80%呈上升趋势。被观测湖泊在2003-2020年以总水量10.88 ±16.45 Gt/yr的变化速率增长。通过将被观测湖泊水位变化速率面积加权外推到同一流域其他未被观测湖泊，估算出全球约14700个自然湖泊（>10 km²）水量在研究时段内以16.12±20.41 Gt/yr的变化速率增长。其中，青藏高原内流区、北美五大湖地区、东非的大裂谷、北欧以及亚马逊河流域湖泊群是水量增加最为显著的地区，这五个地区的水量增加总和占被观测湖泊水量总和的60%。尽管全球大部分湖泊其水位变化在研究时段呈不同程度上升状态，但位于干旱/半干旱和高需水压力地区的许多湖泊仍出现水位显著下降、水量严重损失的情况。在未来气候持续变暖以及人类社会经济发展的用水需求增加的情景下，如果缺乏对湖泊水资源的进一步保护政策和行动，这些处于萎缩的湖泊会更加干涸。

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