中国湖泊水资源问题与优化调控战略
提 要：湖泊水资源在国民经济和社会可持续发展中占有重要的位置，实施优化调控战略是中国湖泊水资源可持续开发利用的重要途径。文中扼要综述了中国湖泊水资源特点和开发利用中存在水资源短缺、湖泊水资源污染和相关问题，指出湖泊资源优化调控的思路是进行湖泊流域系统的综合调控，目前针对中国湖泊水资源问题的优化战略措施包括：实施湖泊水资源流域管理战略、建立流域节约型国民经济体系、增加科技投入并因地制宜实施环境整治、流域污染的全过程与全方位控制、实施环境教育战略。
水资源是湖泊资源的核心，是湖泊生态系统维持和发展的物质基础。在现代人类活动的影响下，我国湖泊水资源问题日益突出，实施以湖泊水资源为核心的优化调控战略是改善湖泊生态环境、协调湖泊流域可持续发展和湖泊水资源可持续利用的关键。
1 湖泊水资源特点
1.1 湖泊水资源广泛分布，具有明显区域性
中国湖泊数量众多、分布广泛，其中 1km2 以上的湖泊 2759 个，湖泊面积达 91019.63km2，总蓄水量 710km2[1]。中国地域辽阔，自然环境复杂、区域分异明显，从而使得我国的湖泊出现显著的区域差异（表 1）。
表 1 中国不同区域湖泊水资源特征
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1.2 内陆区湖泊与外流区湖泊水资源差异显著
青藏高原和蒙新高原地区面积＞1.0km2 的湖泊数量多达 1863 个，占全国湖泊数量（面积＞1.0km2）的 67.5%；而东北、长江中下游、西南地区的湖泊数量（面积＞1.0km2）仅占全国湖泊的 32.5%。蒙新高原多为内陆湖，青藏高原东部和南部则多为外流湖泊，内陆湖与外流区湖泊水资源存在显著差异（表 2）。
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1.3 湖泊水资源的年内季节变化与多年变化显著
受季风气候的影响，中国东部湖泊分布区湖泊水资源量的季节变化大体与降水量的年内分配呈一致趋势：夏季降水丰沛，入湖地表径流最大，湖泊水位最高。云贵高原和华北地区春季降水少，加上农业灌溉用水增加，雨季到来之前的 5～6 月份水位最低[2、3]。长江中下游平原湖泊如太湖、巢湖在 2 月份水位最低，3 月份开始上升至 6～7 月份梅雨季节后期（7 月份）达到高水位，梅雨结束后，雨带北移，湖泊水位降低，8～9 月份台风活动影响加强，往往在 10 月份出现第二个高水位[4]；鄱阳湖、洞庭湖受流域来水和长江水位顶托影响，多年平均的水位年过程线有单峰型和双峰型，单峰型出现在 5～6 月份，双峰型出现在 5～6 月和 7～9 月期间[5]。东北地区的湖泊受冰雪融水补给的影响在 4、5 月份开始增加，水位上升，并在 8～9 月份出现水位峰值；青藏高原和蒙新高原（盆地）山地湖泊冰雪融水的补给占重要位置，受冰雪融水的影响，4～5 月份水位开始上升，并在 5～6 月份出现高水位；夏季降水较多情况下，多在 8～9 月份再次出现高水位，此后下降。外流区湖泊水位年变幅大于内陆区湖泊，外流区洞庭湖达 8.52m, 鄱阳湖为 7.07m，镜泊湖达 7.51m，其余湖泊一般年变幅在 0.78～3.93m；内陆区湖泊水位年变幅较小，如青海湖 1967 年最大年变幅为 0.66m，呼伦湖年变幅仅 0.06m，博斯腾湖为 0.21m；在人为兴建水闸控制之后，水位年变幅呈变小趋势，如南四湖、洪泽湖[1]。中国湖泊水资源的多年变化在东部外流区和内陆区差异显著，外流区湖泊水资源量的变化存在丰水年和枯水年差异，但水资源量的多年变化趋势基本保持平衡；水资源质的多年变化呈恶化趋势，如太湖 1981 年到 1991 年间，总氮、总磷和叶绿素分别增长了 1.5 倍、3 倍和 21 倍[1]。内陆区湖泊水资源一般入不敷出，水资源量的多年变化呈减少趋势，湖泊水质向咸化、盐湖发展。
1.4 现代人类活动对湖泊水资源的影响强烈
我国内陆湖泊流域在现代人类活动的干预下，大量拦截入湖径流，造成内陆区湖泊水资源急剧减少，湖泊面积快速萎缩甚至干涸[1、6]（表 3），已造成举世罕见的湖泊生态灾难。
表 3 中国内陆区部分湖泊面积变化
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中国东部外流区湖泊水资源受过量人为有机污染的影响，水质恶化问题突出，大型淡水湖泊的有机污染和富营养化对湖泊生态环境、社会经济发展造成巨大影响。例如 1990 年太湖藻类爆发，引发一场严重的水质性缺水危机，仅无锡市因自来水厂取水口附近水质问题导致无锡 46 家企业停产，直接经济损失高达 1.3 亿元[7]；同时，湖泊藻类爆发区域水体溶解氧降低，造成鱼类窒息死亡达 4.45×104kg[8]。
2 湖泊水资源问题
2.1 水资源短缺问题
（1）内蒙古—新疆干旱半干旱气候区的湖泊水资源短缺本区气候干旱，降水稀少，湖泊水量收支不平衡，由于入湖径流急剧减少，湖泊水资源短缺严重，湖水咸化、逐步向盐湖和干盐湖方向发展。湖泊水资源短缺造成的咸化过程是现代自然环境条件下的必然趋势，需要强调的是湖泊所在流域的人类活动，大量拦截入湖地表径流，造成湖泊水资源短缺的问题更加突出，加速了干旱气候区湖泊的萎缩、咸化和消亡过程。以内蒙古岱海为例，精确计算发现在 1970～1995 年间 3.85m 的水位降幅中，有 0.68m 是气候原因造成的，有 3.17m 是人类活动影响的结果[9]。内陆干旱气候区湖泊近代普遍存在流域人类活动拦截地表径流造成湖泊萎缩、水位降低，湖泊迅速咸化甚至干涸的环境演变过程。
（2）青藏高原湖泊水资源短缺与湖泊萎缩青藏高原地区气候比较严寒，降水稀少，夏季冰雪融水是湖泊的主要补给形式。由于蒸发大于湖水补给量，湖泊多处于萎缩状态，在滨岸区留下多级古湖岸沙堤。近期部分湖泊表现出快速萎缩，如可可西里地区的苟仁错，1990 年面积 23.5km2，平均水深 1.3m 以上，1998 年湖泊仅留下一层形成结晶岩的饱和卤水；青藏高原的湖泊变化具有从南向北幅度逐渐增大的带状分布特征，尤其以高原北部的湖泊环境变化最为剧烈[10]。青藏高原湖泊普遍退缩，其原因与全球变暖背景下高原气候的干暖化趋势有关，高山冰川退缩、湖泊补给减少且蒸发加强是青藏高原湖泊退缩的主要原因[11]。
（3）湿润季风气候区湖泊水资源短缺中国东部季风气候区湖泊水资源补给主要是降水，受季风气候的影响，湖泊水资源的年内分配不均。枯水季节对湖泊水资源的过量开发利用，导致水资源相对短缺。云南洱海多年平均净入湖水量为 8.15亿m3，1～6 月平均净入湖水量占全年的 7.2%，7～12 月平均净入湖水量占全年的 92.8%；洱海出水口的西洱河水电站设计发电量为 11亿kW，年需要用水 8亿m3。从区域电力调度方案看，上半年的电力需求最大，用水量约占全年电力用水量的 75%，所以洱海水资源在上半年枯水季节“短缺”问题十分突出[12]。山东南四湖是华北平原最大的淡水湖泊，枯水季节特别是春季和夏初，农业灌溉用水量大，但由于库容有限，湖泊水资源的调蓄能力差，湖泊水资源难以满足实际需要，短缺问题突出[3]。河北最大的湖泊——白洋淀集水面积 31200km2，由于人为在入湖河道上游兴建 134 座水库，使得入湖水量减少，造成湖泊水资源短缺，其中受气候偏干的影响，在 80 年代初出现多年的连续干淀现象，湖底开垦为农田[1]。
2.2 湖泊水资源污染
对全国 130 余个湖泊的调查资料统计显示：富营养化湖泊占调查总数的 43.5%，中营养湖泊占调查总数的 45.1%，两者合计占 88.6%，以藻型富营养化为主的湖泊主要分布在我国东南部经济发达地区，超营养型湖泊主要分布在城市市区和城郊附近[8]。大型湖泊如滇池、巢湖、南四湖、洪泽湖、太湖、洞庭湖、白洋淀等因湖泊富营养化和水污染严重，一些水域因污染已经失去其资源属性，无法利用。1997 年全国废水排放量为 416亿t（达标排放率为 54.4%），工业固体废物 10.6亿t，虽然只有少部分废水和固体废物直接对湖泊水环境造成污染，但相对河流而言，湖泊水体更新周期长、水流速度慢，湖泊水体营养盐和污染物浓度积累较快，我国大型淡水湖泊和城市湖泊处于中度污染水平，突出的问题是严重的富营养化和耗氧有机物增加，主要污染指标为总氮、总磷、高锰酸盐指数和生化需氧量[13]。湖泊水资源污染造成的富营养化问题不仅影响湖泊流域的工农业生产和城镇居民生活供水，而且对湖泊生态系统影响严重，危及鱼、虾、蟹等的生存，造成湖泊生态环境逆向演化[22]。更重要的是湖泊水资源污染严重影响对湖泊水资源的多功能开发利用，为了治理湖泊污染造成的富营养化，近年来国家为改善大型湖泊太湖、滇池、巢湖的环境，投入巨额资金用于湖泊富营养化治理，国家环境保护局制定的《中国跨世纪绿色工程规划》（1996～2000）对滇池、巢湖、太湖环境治理的资金投入计划分别是 26 亿元、23 亿元和 20 亿元，而至今的投入远远超过原来的计划，其中滇池环境治理的资金投入超过 40 亿元，但湖泊富营养化的治理效果并不理想。故湖泊水污染的后果十分严重，快速的湖泊水污染已严重阻碍湖泊流域的社会经济发展，为治理污染而付出的代价巨大。
2.3 洪涝灾害问题
中国独特的地理位置较易遭受热带气旋和温带气旋的的影响，由于湖泊容积减小（因水土流失造成的淤积和湖泊围垦）、防洪堤防设施存在的众多隐患，在强降水背景下湖区洪涝灾害突出，其中尤以长江中下游湖泊最为严重。如太湖流域水利工程的兴建，抗御了一般的洪涝灾害；但严重洪涝灾害年份仍然造成一定的损失。1991 年是太湖流域 1849 年以来的最大梅雨年份，梅雨持续时间 56d，梅雨期间降水量 790mm，洪水期太湖最高水位 4.79m，超出 1954 年的高水位（4.65m）[7]；太湖 1991 年的特大洪涝灾害，造成太湖流域的直接经济损失近 100 亿元，间接经济损失达 200 亿元[14]。1895～1994 年鄱阳湖都昌、星子等水文站观测资料显示，年最高洪水位平均每 10 年上升 0.16m，后 50 年平均每 10 年上升 0.22m，洪水位明显上升，大洪水显著增多；1954 年鄱阳湖发生近百年来最大的洪涝灾害，湖区各圩堤全部溃决，受灾农田 27万hm2，受灾人口近 200 万人，死亡近千人[4]。
围垦对发展农业起到积极的作用，也给湖泊水资源、环境、养殖及防洪调蓄功能带来影响。建国后全国围垦湖泊面积达到 138193.2km2，超过鄱阳湖、洞庭湖等五大淡水湖之和，其中长江中下游平原区湖泊围垦面积达 1.3万km2，占全国湖泊围垦面积的 94%[15]。湖泊围垦造成水资源减少、加速湖泊的消亡，对湖泊流域生态环境产生重要的影响：围垦后堤外淤积加快，圩区自然排水功能丧失，内涝严重；湖泊蓄水容积减少，汛期湖面水位上升、易破圩造成灾害；围垦削减了湖泊的调蓄功能，导致洪涝灾害频繁发生；生物资源普遍衰退，物种数量减少，湖泊生物多样性环境破坏；围垦破坏一些湖泊自然风光，湖泊的潜在旅游资源丧失。
2.4 湖泊生态系统的变化
在人与自然相互作用影响下，湖泊水资源短缺引起的湖泊水位下降、湖水咸化、湖面萎缩甚至干涸，对湖泊生态系统影响巨大。内陆干旱半干旱气候区的湖泊咸化和干涸，最终将造成湖泊水生动植物绝灭，湖底呈现盐漠景观，彻底改变湖泊生态环境，如居延海、玛纳斯湖、艾丁湖等；外流区湖泊水位降低，湖泊鱼类洄游产卵场所丧失，同时围垦和湖泊水利建设对湖泊鱼类正常的繁殖、发育形成威胁和干扰，湖泊农业、渔业和水利之间的矛盾加剧[1]。湖泊水资源恶化、富营养化加剧引起的湖泊生态系统的变化十分突出，以太湖为例，近 30 年来湖泊生物种类多样性和功能多样性在逐步丧失，突出表现为水生植被退化、种群减少，藻类种群减少、数量上升，底栖和浮游动物种类减少、耐污种增加[14]；湖泊富营养化原因中人类活动的影响是重要因素，对东太湖的研究发现，围网养鱼的产量和利润仅占东太湖的 10.7% 和 7.0%，但向湖泊释放的 N、P 量占养殖业的 70% 以上，加剧了湖泊富营养化的发展[16]。总之，在人类活动影响下，与湖泊水资源相关的湖泊生态系统正在发生巨大变化，应给予高度重视并采取有效措施加以控制。
3 湖泊水资源优化调控战略
湖泊水资源优化调控的目标是服务于国家和区域社会经济的可持续发展，确保湖泊水资源持续利用和湖泊生态系统有序发展。湖泊水资源优化调控的基本思想是从湖泊流域系统出发，全方位、多层次地对湖泊流域生态系统中一系列可调控的因子实施优化调控。目前，需重视并积极实施的战略性措施有以下 5 个方面。
3.1 建立和健全湖泊流域水资源保护法规，实施湖泊流域水资源管理战略
中国科学院地学部提交国家有关部门的《中国水问题的出路》咨询建议书中指出：水问题将成为 21 世纪我国经济发展最突出的重大问题[17]。湖泊水资源问题是中国水问题的一个重要组成部分，湖泊水资源短缺、湖泊水资源污染和湖泊洪涝灾害等问题的背后，存在的一个严重的事实是：湖泊水资源的管理处于无序状态，缺乏统一的湖泊流域水资源决策与管理机制。对于一些跨省、跨地市的湖泊流域，需要建立一个跨地区的兼顾各方面利益的水资源协调与管理机构，加强跨地区湖泊流域水资源的管理。近期需要针对中国湖泊水资源问题，亟待修订和完善我国现有的水资源保护法规，建立和健全湖泊流域水资源保护法规，改变目前湖泊流域水资源多部门分管、多同级行政区域分割的分散状况，建立湖泊全流域水资源开发利用与保护的决策和管理机制，统一行使对湖泊流域系统水资源数量、质量的优化控制。在湖泊流域水资源数量、质量调查评价的基础上，根据流域人口、社会与经济现状，科学地制定、优化湖泊流域水资源供需规划，并作为流域地方政府制定社会与国民经济发展规划的重要依据；结合湖泊流域水资源现状和问题，加强对水资源点、面状污染治理和达标排放的宏观调控，逐步扭转湖泊水资源恶化的趋势。
3.2 发挥地方政府在解决湖泊水资源问题中的作用，实施资源节约型国民经济体系战略
湖泊流域的各级政府在解决湖泊水资源问题中肩负义不容辞的责任，在行动上要配合湖泊流域水资源优化调控战略的实施，充分发挥政府的政策效力，调整产业结构，扶持和引导环保产业的发展，向污染轻型化、资源节约型方向转变，逐步建立节约性国民经济体系。现阶段有待加强的工作包括：加强节水国策的宣传教育，坚持不懈把节水和社会经济可持续发展效益结合起来；积极推行水资源市场化，提倡企业清洁生产、污水资源化，提高水资源利用率；推广行之有效的节水措施、方法和经验；发展生态农业，减少面状污染。
3.3 实施湖泊水资源污染控制的流域全过程、全方位管理战略
湖泊流域水资源污染问题的产生贯穿于整个流域的资源开发、加工生产和消费的全过程，所以，湖泊水资源的污染控制不应把眼光只集中在最后排放阶段，需要加强污染控制的全过程管理。近年来针对大型水源性湖泊（太湖、滇池、巢湖等）的富营养化、污染问题，实施流域工业企业废水达标排放行动，对改善湖泊环境具有促进作用；但我国工业用水的重复利用率达到或超过 70% 的城市仅有青岛、大连、北京、天津，大部分城市的工业用水重复利用率在 30%～40%，中小城市更低[17]，所以目前需要加强工业企业生产过程中废水重复利用率，从根本上减少工业废水污染。在加大工业污水治理的同时，针对中国湖泊的富营养化、耗氧有机质高的特点，提高城镇生活污水的处理能力十分重要。以太湖流域为例，目前城镇生活污水平均每天高达 2.3×106t，而污水的日处理能力只占全部生活污水的 10% 左右[18]；城市居民生活中使用的含磷洗衣粉、洗涤剂对湖泊水体中总磷含量有直接的贡献，借鉴国际富营养化治理经验，消减含磷洗涤用品、开发新的无磷洗涤剂并投入使用，对改善湖泊富营养化状况有积极的作用。由于湖泊流域土壤中氮的流失，是富营养化湖泊水体总氮的重要来源，限制化肥的使用量、防止水土流失是湖泊水资源污染控制的重要内容。对我国大型淡水湖泊水环境的研究发现，太湖、滇池、巢湖的有机污染源按贡献大小依次为生活污水、农田径流、工业排放、水产和畜禽养殖等，所以加强城市污水处理能力和重复利用率、控制和减少面源氮、磷营养盐的湖泊输入量，对当前治理湖泊富营养化、改善湖泊水环境具有积极作用[19]。
3.4 增加科技投入，因地制宜地实施改善湖泊水资源状况的环境整治工程战略
湖泊是一个复杂的生态系统，大型湖泊不同区域的水环境存在较大的差异，因此在实施湖泊水环境整治工程的过程中，要适度增加科技投入，做好前期科学研究，因地制宜地进行改善湖泊水资源的环境治理工程。大型淡水湖泊水生植被恢复和底泥疏浚等湖泊环境整治工程，投资巨大，在科学论证的基础上实施工程治理，可避免盲目性，减少投入，获得较好的社会经济效益。湖泊生态系统在自然因素与人为因素的影响下，处于不断的动态演变之中，因此对湖泊的治理要坚持动态观点，环境整治工程应与科学监测、预测相结合，避免湖泊环境整治工程带来的副作用，逐步改善湖泊环境，最大限度地发挥湖泊水资源的社会经济和生态效益[14]。对因“水量问题”造成水资源短缺的湖泊，在水资源领域的科学研究既要重视宏观上湖泊流域上中下游之间水资源的合理分配与协调，又要加强微观上工农业生产和居民生活中湖泊流域水资源开发过程中的节约利用和再循环利用研究[20]。对干旱气候区水资源严重短缺的湖泊，要保证一定的入湖水量，并加强水资源“承载力”的研究，为控制湖泊所在流域的人口和制定社会和国民经济发展规划提供科学依据。对因“水质问题”造成的水资源短缺的湖泊，要加强研究湖泊生态工程理论与示范工程建设[21]，这对解决我国东部湿润气候区湖泊的“水质性缺水”问题具有积极作用。在中国淡水湖泊分布区，要实施生态渔业战略，协调湖泊初级与次级生产者间的关系，针对不同生物演替类型的湖泊，其渔业发展方向不同，过速演替的草型湖泊要抑制过剩的水草，发展食草鱼类；正常演替型湖泊要维持演替速度和初级生产力水平，积极发展优质天然经济鱼类；逆向演替的藻型湖泊要控制藻类、恢复大型水生植物，以浮游植物为食物的鱼类进行生物调控[22]。
3.5 实施湖泊流域公众环境教育战略
20 世纪 70 年代以来国际环境教育迅速发展，在提高公众环境意识、协调环境与发展关系能力方面发挥了积极作用，《21 世纪议程》中指出：“环境教育是一股强大的力量，可以使公众根据所接受的环境教育，采取简单的措施来管理和控制自己的环境”[23]。中国湖泊水资源短缺、污染等问题的解决，需要公众广泛参与。加强环境教育、提高公众环境意识和对湖泊水资源、湖泊生态系统价值的认识，是实施资源节约型国民经济体系战略的基础性工作，才可能落到实处。向公众宣传湖泊水资源的价值及其在湖泊流域可持续发展中的作用，可提高公众的环境意识，有可能使公众自觉参与到湖泊水资源保护活动中，在湖泊水资源开发利用的“三 R”环节 ( 即节约 reduce/再利用 reuse/再循环 recycle) 中发挥积极作用。
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