中國湖泊生態環境變化與保護對策
|
|
中國網/中國發展門戶網訊 湖泊是重要的國土資源和陸表系統關鍵地理單元，是“山水林田湖草沙”生命共同體的重要組成部分，在水資源供給、防洪抗旱、水質凈化、生物多樣性保護等方面發揮著不可替代的作用，具有獨特的資源、生態和文化價值。作為內陸水體，湖泊對全球環境變化、區域氣候和流域人類活動響應敏感。從全球范圍來看，工業化、城市化和現代化學農業帶來的湖泊生態環境問題，是世界各國面臨的共同挑戰。
鑒于湖泊在經濟社會發展中的重要地位和意義，湖泊生態環境問題一直受到各方關注。黨的十八大以來，黨和國家高度重視生態文明建設。習近平總書記先后到洱海、洞庭湖、查干湖、滇池、巢湖、丹江口水庫和青海湖等視察，并就我國湖泊生態環境保護與綜合治理作出了重要指示。我們主要基于湖泊調查和長期監測數據，選擇我國不同區域典型湖泊，科學分析其生態環境狀況及變化趨勢，客觀評價近10年來我國湖泊生態環境保護的成效；同時針對我國湖泊生態環境面臨的問題，提出了我國湖泊生態環境保護、治理和修復等方面的保護對策。
我國湖泊生態環境總體狀況與保護成效
我國五大湖區典型湖泊生態環境變化狀況
我國湖泊主要分布在東部平原、云貴高原、青藏高原、蒙新高原和東北平原五大湖區。本文選取五大湖區中的太湖、巢湖、鄱陽湖、洪澤湖、滇池、撫仙湖、青海湖、色林錯、博斯騰湖、呼倫湖、查干湖等自然湖泊，以及千島湖和天目湖2個水庫型湖泊為典型研究對象，分析了上述湖泊的生態環境狀況及變化趨勢。
東部平原地區典型湖泊——太湖、巢湖富營養化得到遏制，鄱陽湖和洪澤湖在水質趨好的同時，生態系統完整性有所提升。相較于2012年，2021年太湖水體總磷、總氮、氨氮、高錳酸鹽指數等關鍵水質指標濃度年均值下降幅度分別為12%、24%、63%及6%（圖1）；盡管藍藻水華仍然存在，但其引發的“湖泛”等次生災害基本消除，有效保障了長三角地區的供水安全。同樣地，2020年相較于2012年，巢湖總磷、總氮、高錳酸鹽指數等關鍵水質指標濃度年均值下降幅度分別為19%、14%及26%；近年來環巢湖濕地建設形成了較大規模的植物群落帶，促進了巢湖生態系統的逐步完善和發展。鄱陽湖近年來水質呈現好轉的態勢，主要污染物總磷濃度年均值有所下降。2012—2020年鄱陽湖濕地洲灘植被生物量年際變化平緩，生物量變化范圍在2595—3530 g/m2，年均3038g/m2，變異幅度相對較小。2012年以來，鄱陽湖濕地典型洲灘植物群落的優勢種重要值均保持在0.6以上，顯示了較為穩定的群落結構狀態，對鄱陽湖生態系統結構穩定與生態功能維持起到了重要的支撐作用。由于洪澤湖湖泊蓄水量增加，使得其水環境容量也有所增加，洪澤湖的湖泊生態系統的完整性也穩步提升。
云貴高原地區典型湖泊——滇池和撫仙湖的水質和生態狀況明顯改善。滇池近年來水質持續改善，由2012年的劣Ⅴ類，至2020年轉為Ⅳ類；2019年的水體葉綠素a濃度較2014年下降8%，中度及以上藍藻水華發生頻次減少約84%；耐污種寡毛類和搖蚊幼蟲類底棲動物密度2020年比2011年分別下降97%和56%，湖濱區域喜清潔水體的軟體動物增多；浮游動物物種豐富度增加，出現了清潔水體的指示類群；通過增殖放流等恢復與保護措施，滇池金線鲃等土著魚類的瀕危狀況得到緩解。2012年以來，撫仙湖水質穩中向好，一直優于地表水Ⅱ類，其2×1010m3優質淡水成為我國重要的戰略資源；與2012年相比較，撫仙湖2020年入湖的總磷和總氮濃度分別下降了24%和26%，水體營養水平維持在貧-中營養狀態；湖濱緩沖帶與濱湖濕地顯著恢復，鳥類等生物多樣性增加，標志性的紅嘴鷗等候鳥在冬季出現。
青藏高原地區典型湖泊——青海湖和色林錯的蓄水量顯著增加，生態系統完整性提升。青海湖自2004年以來水位逐漸上升，2020年平均水位達到3196m，為近50年來最高水位，湖泊面積由2012年的4351km2增加到2020年的4541km2，水生態服務功能提升；水禽種類和數量顯著增加，2021年分別達到96種和57.1萬只，關鍵魚類青海湖裸鯉種群得到極大恢復，資源量由2012年的3.45萬噸增加到2021年的10.85萬噸。自1997年以來，色林錯湖泊面積迅速擴大，2002年成為西藏第一大湖，湖泊面積從2000年11月的1930km2擴張到2011年8月的2354km2，2018年10月湖泊面積達2464km2；色林錯水質較好，2019年湖泊鹽度為7.8‰，與2014年調查數據0.80%相比略有下降，較20世紀70年代調查數據大幅下降；2019年湖泊浮游植物調查發現多為廣布種和常見種，適宜淡水或微咸水環境，與2012年相關調查結果相比，生物物種向微咸水、淡水種更替。
蒙新高原地區典型湖泊——博斯騰湖和呼倫湖的水位和面積恢復，水體咸化明顯緩解。博斯騰湖自2014年以來水位明顯回升，水位從2014年的1045.3m增至2020年的1047.8m，湖泊面積從2014年的909km2增至2020年的1140km2，水環境容量顯著增加；博斯騰湖營養狀態好轉，2011—2020年水體總磷、總氮和高錳酸鹽指數濃度顯著下降。自2012年以來呼倫湖水位上升了2.5m，湖泊面積增加了300km2。
東北平原地區典型湖泊——查干湖的萎縮與水質惡化趨勢得到遏制。查干湖從“無水”到“有水”再到“清水”，水體透明度從2011年的0.45 m上升到2020年的0.58 m，自2012年以來湖泊面積穩定在300 km2，水體營養鹽濃度部分下降，水質由2012年前Ⅴ類水質改善為2020年Ⅳ類，氟化物濃度持續增加趨勢受到遏制。查干湖從單一的治理舉措到“山水林田湖草沙”系統保護和修復，生態健康狀況呈向好態勢，湖泊重煥活力。
水庫型典型湖泊——千島湖和天目湖的生態環境總體優良。千島湖自2012年以來水生態環境保持優良，2012—2021年大壩前透明度均值達5.67m，總磷濃度均值為0.008mg/L，總氮濃度均值為0.90mg/L，高錳酸鹽指數濃度均值為1.14mg/L，出界斷面水質維持Ⅰ類；新安江跨界生態補償有效保障了上游來水水質，2012—2021年皖浙跨界斷面水體總磷濃度均值為0.038 mg/L，總氮濃度均值為1.30 mg/L，為千島湖庫區良好水質維持提供了重要保障。
我國湖泊生態環境保護成效
黨的十八大以來，以習近平同志為核心的黨中央把生態文明建設擺在全局工作的突出位置，推進“山水林田湖草沙”一體化保護修復，開展了一系列根本性、開創性、長遠性工作。黨和國家對湖泊生態環境問題愈加重視，在不斷加大的治理投入下，碧水保衛戰成效顯著，我國湖泊富營養化的趨勢得到明顯遏制，水質得到明顯改善，湖泊生態系統健康狀況已逐步恢復，湖泊生態環境狀況整體明顯趨好。
可利用湖泊淡水資源總量顯著增加，湖泊對我國水安全保障的作用更加凸顯。我國現有面積1km2以上的天然湖泊2670個，總面積8.07×104km2，其中面積10 km2以上的湖泊總水量1.04×1012m3。現有水庫9.86萬座，總庫容9.306×1011m3，比2011年分別增加10100座和2.105×1011m3。受益于湖泊保護和水質改善，全國湖泊和和水庫型集中式飲用水源地占比近5年由33%增加至40%，服務了全國近50%的人口。近10年來，青海湖、呼倫湖、博斯騰湖等大型湖泊水量均顯著增加。青海湖水量2005—2020年快速增長，水量已恢復甚至超過1960年左右狀態；色林錯流域降水和冰雪消融水增加，入湖流量增大；呼倫湖面積總體穩定在2000km2以上；博斯騰湖水量顯著增加，從2012年的57.6×108m3增加到2020年的81.8×108m3，增加了42%。干旱半干旱區湖泊水位持續上升，湖泊咸化明顯改善，對緩解區域水資源短缺、提升湖泊生態服務功能、保障我國北方生態安全發揮了更大的作用。
重點治理湖泊水質呈現好轉態勢，湖泊富營養化得到遏制，發生藻華的湖泊數量減少，我國大部分湖泊透明度上升。國家重點治理的湖泊，如“三湖”（太湖、巢湖、滇池）等，其富營養化趨勢得到明顯遏制。①太湖。2012年以來太湖水質穩中向好，太湖已成為上海重要的飲用水源地。太湖連續10年實現國務院提出的“兩個確保”目標。②巢湖。巢湖水質自2012年以來不斷改善，水質由劣Ⅴ類好轉為Ⅳ—Ⅲ類。③滇池。滇池水質實現“脫劣”，水質達到Ⅳ類。我國重點治理湖泊從單一的治理舉措，到統籌上下游、兼顧左右岸的系統謀劃，水質狀況呈向好態勢，湖泊重煥活力，治理與保護成效顯著。④洪澤湖。洪澤湖近年來實施了退圩（漁）還湖工程，2021年開敞水域面積較2010年增加了約45km2，水域空間得到擴展；水質趨于好轉，保障了區域用水及南水北調東線供水安全。天目湖自2012年以來水環境明顯改善，保障了溧陽市飲用水安全；至2021年，高錳酸鹽指數和氨氮濃度均穩定在Ⅰ—Ⅱ類水質標準。⑤博斯騰湖。博斯騰湖水體氮磷濃度下降態勢明顯，礦化度下降，從微咸水湖再次轉為淡水湖，富營養化狀態好轉。近10年來，我國70%大中型湖泊透明度增加，湖泊整體變清，出現藻華的湖泊數量開始遞減，湖泊富營養化得到明顯遏制，水質總體狀況趨好。
湖泊水生植被逐步恢復，重要湖泊生物多樣性水平穩步提升，湖泊生態服務功能改善。面積大于50km2以上有水生植被分布的64個湖泊中，前5年（2010—2014年）和后5年（2015—2019年）間分別有43%和40%的湖泊水生植被呈現顯著增加趨勢。通過生態保護和修復工程的實施，重要湖泊的生態環境趨于好轉，生物多樣性穩步提升，生態系統完整性和穩定性提高。博斯騰湖湖濱帶水生植被逐步恢復；撫仙湖通過人工放流等恢復與保護措施，鱇浪白魚等土著魚類種群逐步恢復，湖泊生態系統穩定性提升。2020年調查結果顯示，滇池湖濱濕地植物物種達到303種，記錄鳥類達139種，湖泊生態系統健康向好發展；大型通江湖泊濕地生物多樣性顯著提升，鄱陽湖長江江豚種群數量從2012年約450頭增加至2022年500余頭；鄱陽湖湖區越冬水鳥數量增長明顯，候鳥總數由2012年的35.7萬只上升至2020年的68.9萬只，物種數穩定維持在50種以上（圖2）。近10年來天目湖流域實施生態空間優化與水土共治，沿湖生態緩沖區生態質量逐漸好轉，水質大幅度改善，生態服務功能和生態產品價值顯著提升。
我國湖泊生態環境治理保護面臨的問題與保護對策
湖泊富營養化和藍藻水華問題依然存在，需要統籌湖泊生態環境治理與流域綜合管控，進一步推動湖泊流域高質量發展
長江中下游湖泊普遍存在總氮、總磷超標等問題，湖泊水體中的初級生產力從以水生植物為主轉化為以浮游植物為主，藻類水華頻發、水體透明度下降，出現水體缺氧、厭氧和發臭現象，抑制了水生植物生長，造成草型生態系統退化，形成藻型湖泊生態系統。建議：從湖泊流域生態系統整體性出發，進一步統籌“山水林田湖草沙”系統的各要素，把治水與治山、治林、治田等有機結合起來，將湖體、湖濱帶、環湖緩沖帶和整個流域作為不可分割的有機整體，實行湖泊流域綜合管理；圍繞水污染防治、水環境治理、水生態修復等目標，加強湖泊流域統籌管理，構建一體化保護與系統治理體系；堅持生態優先、綠色發展的系統思維，加強湖泊流域空間科學管控，協同保護與利用的關系，探索資源消耗少、環境代價小的湖泊流域高質量發展路徑。
湖泊生態環境治理與保護中科技支撐能力尚需進一步提高，建議加強湖泊流域系統科學研究和技術創新，進一步提升科技支撐能力
從總體上看，湖泊生態環境治理與保護的總體創新能力不強，工藝材料、關鍵技術和設備水平還需得到較大的提升，相關基礎研究和應用研究均落后于西方發達國家，科技在我國湖泊生態環境保護中的支撐作用還需加強。建議：①突出我國湖泊生態環境的問題導向和需求引導，通過原始創新、集成創新與引進消化吸收再創新，形成具有自主知識產權的核心技術、關鍵技術和有利于自主創新的體制機制，促進我國湖泊生態環境問題根本性地解決。②全面調查我國湖泊的環境狀況，建立最權威的數據庫；加強湖泊流域系統基礎科學研究，為湖泊保護與治理修復提供基礎數據；研發湖泊營養鹽高效去除與藻類水華控制的革新技術，有效控制湖泊富營養化，在典型湖泊流域開展引領性技術集成應用示范。③打造國家級湖泊科學研究中心，構建重點湖泊流域系統監測網絡，進一步提升湖泊生態系統感知與模擬能力，推進湖泊管理數字化建設，研創我國“數字湖泊”，服務湖泊流域綜合治理與創新管理。
湖泊生態環境的基礎性研究和重大湖泊生態保護工程需要進一步加強，建議啟動實施國家湖泊生態修復工程，進一步推動湖泊高質量保護
我國湖泊生態環境保護領域的基礎研究與應用基礎研究尚不足以完全解決我國湖泊所面臨的復雜、潛在和新型生態環境問題。部分生態環境問題的成因、機理和機制研究不足，湖泊污染治理未形成長效運行保障機制，缺乏先進適用技術。建議：①加強湖泊生態環境的基礎研究，真正發揮環境科技的支撐和引領作用；針對不同湖泊長期演變特點，開展成因分析和問題診斷，因湖施策、一湖一策，進一步科學制定湖泊治理方案，確定湖泊修復目標和保護策略。②啟動實施國家重點湖泊生態修復工程，強化湖泊生態緩沖帶建設工程、水系整治與連通工程、污染治理與資源化利用工程、湖泊自然保護與生態修復工程、湖泊保護的能力建設和科技支撐工程等，全面提升湖泊保護和治理水平。③對富營養化湖泊繼續加大污染物管控力度，穩步改善湖泊水質，實施生態修復工程，逐步恢復良性生態系統；對水質較好的湖泊強調優先保護，探索全周期過程治理方式，積極推動湖體和湖蕩、上游流域水源涵養區、重要入湖通道、主要過水湖泊、重要疏水通道、河湖岸帶等重要生態系統聯動保護和修復治理。
湖泊生態環境保護的管理體制不夠完善，建議大力推進科技湖長制，進一步提升湖泊科學管理和保護水平，推動湖泊保護國家立法
湖泊生態環境保護工作的復雜性除了對科學研究方面提出了較高要求，也決定了這項工作不可能由單個的部門完成，必須發揮各相關職能部門的作用協同推進。因此，改革完善我國湖泊生態環境保護的管理體制和運行機制就顯得尤為重要。建議：①整合科技力量，加強湖泊研究，建立健全科技支撐體系。②在我國重要湖泊設立科技湖長，為行政湖長制提供科技支撐。③建立和完善湖泊保護綜合評價與考核制度，建立跨區域湖泊流域聯防聯控機制，構建湖泊流域生態產品價值實現機制，形成政府主導、社會參與的湖泊流域保護模式。④采用“生態銀行”模式，完善湖泊生態效益補償制度。⑤探索設立重點湖泊流域綠色發展基金，強化對湖泊生態環境治理技術研發、示范應用、產業化全鏈條的支持力度。⑥推動湖泊保護納入國家立法計劃，加快湖泊保護治理的相關法規體系建設，健全湖泊流域保護行政執法與刑事司法銜接工作機制。
（作者：張甘霖、谷孝鴻、張運林、徐力剛，中國科學院南京地理與湖泊研究所；趙濤，中國科學院 科技促進發展局；《中國科學院院刊》供稿）