内蒙古高原湖泊面临的生态风险与挑战 加速行动“一湖之治”变为“流域之治”一湖一策

　　今年3月22日是第三十一届“世界水日”，3月22日至28日是第三十六届“中国水周”。联合国确定2023年“世界水日”主题为“Accelerating Change”（加速变革）。我国纪念2023年“世界水日”“中国水周”活动主题为“强化依法治水 携手共护母亲河”。 

图1 2023年世界水日宣传主题 

　　在当前全球变化的大背景下，水环境、水生态、水资源等生态环境问题突出。湖泊湿地作为地球上重要的水文循环系统，发挥着生物多样性保护、气候调节、饮用水安全保障、旅游休闲等重要生态环境功能。同时，湖泊湿地也是碳循环过程中重要环节，具有巨大的固碳增汇潜力，是助力实现我国碳达峰、碳中和目标的重要路径。但是，随着气候变化和人类活动相互影响，湖泊湿地的水文过程发生剧烈变化，长期面临着面积萎缩、质量下降和生态环境功能退化等风险。 

　　内蒙古作为我国北方面积最大的生态功能区，区域内湖泊湿地在调节气候、维系生态平衡等方面发挥着不可替代的作用，其生态环境状况长期受到党和国家的高度重视与关心。2018年全国两会期间，习近平总书记在参加内蒙古代表团审议时强调，“加快呼伦湖、乌梁素海、岱海等水生态综合治理”。 

　　面对新形势下水资源和水环境问题，需要每个人积极行动起来，一起推动这场变革：“欲变世界，先变自身”。近年来，针对内蒙古高原湖泊群一系列生态环境问题，自然资源部中国地质调查局中国地质科学院水文地质环境地质研究所发挥专业技术优势，推动实现从“一湖之治”向“流域之治”到“全域联治”的重大转变，在全流域内开展专项水文过程及生态效应研究，提出典型湖泊的修复与保护建议。 

　　一、内蒙古高原湖泊湿地萎缩现状 

　　内蒙古高原湖区属于我国五大湖区之一的蒙新湖区。据统计，内蒙古高原有面积大于1 平方千米的湖泊345个，主要分布在高原中部和东部。面积大于等于5平方千米的湖泊87个。近二十年内蒙古高原湖泊数量和面积总体减少。湖泊数量和面积在2000-2021年间呈现两次“先减小后增加”的变化趋势。从2000年以来的22年间，其总面积相较2000年基准年减少43.23%；有81个湖泊的面积萎缩，年均萎缩率均小于5%；而面积扩张湖泊数量为51个，年均扩张率主要为0-5%和5-50%类别；萎缩的湖泊远大于扩张的湖泊数量。 

　　近二十年内蒙古高原湖泊蓄水量减少显著。从2000到2021年共减少24.87亿立方米，多年年均减少量为1.13亿立方米。除了2012年和2013年水量有小幅增加外，在2000-2021年间蓄水量总体持续减少，2017年湖泊蓄水量达到最低值，2017-2021年期间湖泊蓄水量呈现缓慢增加趋势，共增加0.88亿立方米。 

　　内蒙古高原湖泊2000-2021年多年平均降水资源量为659.68亿立方米，多年平均年蒸散发量388.80亿立方米，降水净补给量为270.880亿立方米。2000-2021年整体上，降水净补给量以每年7.03亿立方米的速度增加。干旱指数由2000年的5.09降低至2021年的2.69。湖泊蓄水量以每年0.73亿立方米的速度减少，相较于2000年，2021年内蒙古高原湖泊水资源量减少了24.12亿立方米。降水的增加并没有维持住内蒙古高原湖泊水量的增加，说明气候变化是促进湖泊蓄水量增加的因素，人类活动是导致湖泊蓄水量减少的因素，且影响超过气候变化。 

　　二、内蒙古高原湖泊萎缩生态效应 

　　内蒙古高原湖泊主要表现为湖面小、湖水浅、淡水湖少、盐湖多、极易盐化和干枯等特征。在过去50年里，受气候变化与人类活动双重影响，湖泊流域内水循环模式已发生不同程度的变化， 人-水-地-生态关系的转变导致多数湖泊出现不同程度水位下降、面积缩小、水量减少、水体咸化等现象，继而诱发了水环境恶化、水生态退化、水资源紧缺等一系列生态环境问题。 

　　（一）湖泊湿地水环境恶化和水生态系统退化的风险加大 

　　湖泊湿地的大规模萎缩退化，影响湖泊水环境质量、水生态系统完整性、流域生物地球化学循环过程，从而削弱了流域内地表水系营养物质输入被吸收和转化的能力，不但直接导致生物多样性下降，还在一定程度上加剧了湖泊水体的富营养化和水质恶化过程。研究表明，大规模引黄灌溉等水利工程导致乌梁素海湖区总氮、总磷 和化学需氧量等污染物指标严重超过了湖泊承载能力。这主要是流域污染物输入量变化、水系连通性改变等多方面因素共同作用的结果。此外，围湖围垦、水产养殖以及无序的旅游开发等大量侵占了湖泊湖滨区域和湖泊流域缓冲区，水源涵养林遭到破坏，湖岸生境受到影响，湖荡湿地面积萎缩、湖滨缓冲带生境破碎，导致湖泊清水补给能力下降；部分湖泊湿地水生态系统退化严重，水位下降、水面缩小、洲滩出露面积增加等，湖内水生动植物种类和规模显著减小，经济鱼类种群呈现低龄化、小型化趋势，影响湖泊水生态系统的稳定性，加剧了湖泊湿地水生态系统退化的风险。 

　　湖泊湿地退化不仅降低湖泊的生物多样性、影响生态景观，还会引起湖泊的水分、通气等理化性质发生改变。湖泊湿地退化对湖区周边土壤理化性质有显著影响，土壤含水量随湖泊退化而显著降低，对湖区周边土壤酸碱环境带来显著改变，湖泊退化为碱地后，土壤pH值略有升高；但退化为草地后，pH值显著增加至9.34；湖泊退化还影响土壤质地，使其砂粒含量增加，粉粒含量降低，成为潜在沙尘区。 

　　（二）湖泊湿地萎缩退化，干涸湖区成为潜在盐尘源区 

　　湖泊湿地的萎缩不仅对流域生态系统完整性与功能性带来显著影响，干涸后湖区可能成为新的生态环境风险隐患点。内蒙古高原湖泊多属内陆性湖泊，区域蒸发强烈、地下水埋深较浅，干涸湖区在强烈蒸发作用下，逐渐由湿地退化为盐渍化区域（图2），在强烈风蚀作用下，成为潜在盐尘源区，对京津冀地区大气质量安全带来严重隐患。 

　　图2 内蒙古高原察汗淖尔干涸湖区演化过程 

　　水环所针对内蒙古高原南缘察罕淖尔干涸湖区盐渍化区域盐尘迁移量与范围进行评估。研究发现，湖区盐尘释放区为76.94平方公里，盐尘释放量9.69万吨/年（图3）。内蒙古高原目前有大量干涸湖区，出现不同程度盐渍化，在适宜的风力条件下，对下风向地区大气安全带来一定隐患。 

图3 察汗淖尔干涸湖区盐尘释放区 

　　（三）湖泊湿地萎缩退化，降低流域碳储与碳汇能力 

　　湖泊作为内陆水体的重要组成，汇集了大量陆地地表水的碳素，在调节区域气候、维持区域碳收支和生态系统平衡中起着重要作用，强烈影响着全球碳源和碳汇。湖泊碳循环是个复杂的过程（图4），碳汇功能是湖泊湿地重要的生态服务功能之一。研究表明内蒙古高原湖泊湿地的固碳潜力为34.4万吨/年，相当于每年固定12.4万吨标准煤的碳排放。但由于湖泊湿地生态系统的破坏，导致温室气体通过分解和呼吸作用以二氧化碳和甲烷的形式净排放到大气中，使得湖泊湿地由碳汇转变为碳源，严重影响生态系统增汇。湖泊生态系统的碳埋藏会受到湖泊面积、气温以及水体养殖、周边土地利用方式、化肥施用量等多种人类活动的影响。因此，通过生态保护修复等恢复湖泊湿地生态系统的措施，可以有效增加湖泊湿地碳汇，从而恢复内蒙古湖泊湿地的潜在固碳能力。水环所即将开展内蒙古典型湖泊湿地碳储与增汇潜力评价，提出基于生态保护修复的固碳增汇途径和建议，为区域生态文明建设和经济社会高质量发展提供政策依据。 

图4 湖泊碳循环模式 

　　三、内蒙古高原湖泊湿地萎缩原因 

　　气候变化与人类活动是导致内蒙古高原湖泊湿地萎缩的主要原因。2015年，方精云院士对蒙古高原所有面积大于10平方公里的湖泊萎缩成因进行深入分析。研究发现，虽然我国内蒙古自治区和蒙古国经历着同样的气候暖干化，但内蒙古地区高强度的人为干扰导致其湖泊面积快速萎缩，而蒙古国湖泊面积仅轻微下降。在内蒙古农牧交错区，灌溉耗水的增加是湖泊减少的主要因素；而在草原区，煤炭开采耗水的增加是湖泊萎缩的主要原因。 

　　内蒙古高原自1990年以来，全区用水量由1990年的119.55亿立方米增加至2021年的189.06亿立方米，其中巴彦淖尔、鄂尔多斯、通辽、赤峰等盟市增加最为显著（图5）。大规模水资源量的消耗，尤其是地下水资源的开采，改变各湖泊流域水循环模式、切断地表与地下水力连通性，导致入湖补给量减少，湖淖不断萎缩退化。 

图5 1990-2021年内蒙古自治区及各盟市用水量 

　　四、内蒙古高原湖泊湿地生态修复与保护 

　　针对不同湖泊水循环模式与面临生态环境问题，内蒙古自治区深入践行“一湖一策”理念，坚定不移从源头开展治理，为“一湖两海”等典型湖泊的生态治理投入大量资金，湖泊湿地生态功能得到显著改善和恢复。 

　　呼伦湖是内蒙古第一大淡水湖，也是我国第五大淡水湖，素有“草原明珠”之称，对维系呼伦贝尔草原生物多样性和丰富动植物资源具有十分重要的作用（图6）。呼伦湖及其周边水系于2002年被列入《国际重要湿地名录》，其环境治理与生态保护是筑牢我国北方生态屏障的重要任务。2016年，开展呼伦湖生态环境治理工程，治理后总氮、高锰酸盐指数有所下降，但受制于当地气候条件和流域来水情况，呼伦湖水环境质量“靠天吃饭”的现状尚未改变，COD、总磷、氟化物等指标依然超标，生态环境保护形势仍不容乐观。 

图6 生态修复后呼伦湖 

　　乌梁素海是全球荒漠半荒漠地区极为少见的大型草原湖泊，也是地球同一纬度最大的湿地，素有“塞外明珠”之美誉。2002年被国际湿地公约组织正式列入国际重要湿地名录。2016年以来，针对湖泊富营养化，矿化度增高，湖泊湿地不断萎缩退化的情况，陆续开展了一系列的湖泊生态治理项目，有效遏制了乌梁素海湖泊水质的进一步恶化。2018年实施了乌梁素海水环境监测站点建设工程，新增在线监测点位20个，对乌梁素海及流域周边的水质进行实时动态监测（图7）。 

图7 乌梁素海水质监测站点分布图 

　　岱海是内蒙古中部地区最大的内陆湖，属于典型的内陆微咸水湖泊，系全区闻名的四大水产基地之一。岱海属富营养化湖泊，水质属微咸湖，总氮、总磷超标10倍以上，有机耗氧、叶绿素含量均过高，近年来湖泊生态环境进一步恶化。2020年以来，建立健全岱海流域水环境监测体系（图8），实施岱海水生态应急补水工程，在2022年12月-2023年2月末，岱海冬季生态应急补水首次进行补水近1000万立方米，有效遏制岱海湖面萎缩，改善湖水水质，提升岱海流域生态环境整体质量。 

图8 岱海水质监测站点分布图 

　　水环所针对内蒙古高原典型湖泊开展专项调查研究，研究发现，内蒙古高原南缘察汗淖尔对首都地区大气质量安全具有重要作用。针对其特殊地理位置，2021年开展流域地下水生态环境研究，完成干涸湖区盐尘迁移路径模拟，为京津冀地区大气质量安全提供重要支撑（图9）。 

图9 察汗淖尔盐尘监测及迁移路径图 

　　2022年对内蒙古高原浑善达克沙地骏马湖国家湿地公园开展专项研究，针对湖泊干涸萎缩这一生态环境问题，重建多年湖泊水平衡演化过程（图10），定量刻画湖泊对流域地下水依赖程度，提出基于湖泊生态需水量优先的地下水位管控阈值，为北方农牧交错带湖泊的生态修复提供数据支撑。 

图10 浑善达克沙地骏马湖野外调查及水均衡演化图 

　　内蒙古高原东西横跨2400公里，各湖泊流域内气候、水资源禀赋、生态格局、人类活动强度等均具有显著差异性，造成在不同时空尺度内导致湖泊湿地萎缩退化的因素具有较强各异性。水环所针对内蒙古高原大于1平方千米345个湖泊建立萎缩预警系统（图11），初步识别了岱海、红碱淖、达里诺尔等典型湖泊的生态水位特征值，揭示其萎缩成因，开展水位-水质-水量三位一体的监测。下一步将继续完善内蒙古高原湖泊萎缩预警系统，针对各湖泊流域开展专项调查与研究，提出基于湖泊湿地生态保护优先的水资源配置建议，为内蒙古高原湖泊管控与保护提供开放性数据平台，为北方生态屏障建设提供科学依据。