鄧銘江

（1.西安理工大學西北旱區(qū)生態(tài)水利國家重點實驗室，710048，西安；2.寒旱區(qū)水資源與生態(tài)水利工程研究中心，830000，烏魯木齊）

河湖生態(tài)系統(tǒng)是指河流、湖泊等水域空間和陸地河岸生態(tài)系統(tǒng)、水生生態(tài)系統(tǒng)、沼澤及濕地生態(tài)系統(tǒng)等一系列子系統(tǒng)組成的復合生態(tài)系統(tǒng)，具有物質輸移、繁衍生物、防洪排澇、淡水供應和景觀文化等自然、社會功能，是保障水資源可持續(xù)利用，維護生態(tài)環(huán)境需水和經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的重要基石?；谪瀼芈鋵嵙暯缴鷳B(tài)文明思想，2021年水利部印發(fā)《關于復蘇河湖生態(tài)環(huán)境的指導意見》、水利部辦公廳印發(fā)《“十四五”時期復蘇河湖生態(tài)環(huán)境實施方案》，以指導河湖生態(tài)環(huán)境復蘇，并再次明確復蘇河湖生態(tài)環(huán)境是推動新階段水利高質量發(fā)展的重要路徑。

干旱內陸河流域是我國生態(tài)文明建設的重要地帶，主要分布在新疆、青海、甘肅、內蒙古等?。ㄗ灾螀^(qū)），約占國土面積的29%，塔里木河、黑河、石羊河、疏勒河等流域是其典型代表。這些流域是我國經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)、少數(shù)民族集聚區(qū)、能源資源富集區(qū)，同時也是西部大開發(fā)、絲綢之路經(jīng)濟帶、區(qū)域協(xié)調發(fā)展等國家重大戰(zhàn)略布局的核心區(qū)域。

作為我國北方生態(tài)屏障的關鍵組成部分，干旱內陸河流域河湖生態(tài)環(huán)境是區(qū)域經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展最重要的載體，且河湖生態(tài)系統(tǒng)強烈依賴于流域有限的水資源。然而，高強度的人類活動對有限的水資源過度開發(fā)利用，侵占了河湖生態(tài)系統(tǒng)水域空間，降低了生態(tài)水資源供給率，導致河湖生態(tài)環(huán)境不斷惡化，一度出現(xiàn)河道斷流、尾閭湖干涸、“綠色走廊”嚴重萎縮等問題。雖然經(jīng)過初步治理，河湖生態(tài)環(huán)境得到一定改善，但依然存在復蘇程度不高、修復措施相對零散、與經(jīng)濟社會發(fā)展的協(xié)調性不足等一系列現(xiàn)實問題。流域河湖生態(tài)環(huán)境復蘇仍然是當前區(qū)域經(jīng)濟社會高質量發(fā)展最為關鍵的問題之一。

在河湖生態(tài)環(huán)境修復方面，國外于19世紀60年代開始，針對河湖生態(tài)系統(tǒng)植被退化、湖泊富營養(yǎng)化等問題進行了研究與實踐，并取得了顯著效果。我國河湖生態(tài)環(huán)境修復起步較晚，20世紀50年代開始逐步研究河湖生態(tài)環(huán)境惡化、生態(tài)系統(tǒng)功能退化等問題。通過長期的努力與實踐，我國河湖生態(tài)系統(tǒng)趨于良性發(fā)展。為了科學、合理、高效地開展干旱內陸河流域河湖生態(tài)環(huán)境復蘇工作，本文梳理總結了我國及其他國家典型流域河湖生態(tài)修復案例，明晰河湖生態(tài)環(huán)境復蘇指導思想，探究復蘇過程中的減碳理念，提出系統(tǒng)性修復途徑與關鍵技術措施，為干旱內陸河流域打造幸福河湖提供參考。

一、干旱內陸河流域河湖生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀及存在的問題

1.咸海危機與教訓啟示

咸海是亞洲第二大內陸咸水湖，補給源是中亞最大的兩條內陸河——阿姆河和錫爾河，兩河多年平均徑流量約1 165億m3，流域涉及哈薩克斯坦、吉爾吉斯斯坦、塔吉克斯坦、土庫曼斯坦、烏茲別克斯坦、阿富汗、伊朗等七個國家。長期以來，咸海上游國家重經(jīng)濟發(fā)展，輕環(huán)境保護；重各自國家利益，輕流域協(xié)調；國家間的協(xié)調機制缺乏權威性，且執(zhí)行不力；水資源開發(fā)利用不合理，利用效率低。流域農(nóng)業(yè)用水約占地表水資源總量的90%，再加上工業(yè)和城鎮(zhèn)生活用水的增加和大型水庫的攔蓄調節(jié)，使阿姆河80%以上、錫爾河90%以上的入咸海水量被攔截分流，原有三角洲河網(wǎng)逐漸消失，95%的沼澤、濕地退化成鹽漠，咸海面積從1950年的6.6萬km2減少到1985年的4萬km2、2020年的不足0.5萬km2（圖1），由此引發(fā)了一系列生態(tài)環(huán)境問題，并轉化成生態(tài)危機和社會危機，形成了舉世矚目的“咸海危機”。

圖1 1985—2020年咸海湖面萎縮變化

干涸湖底形成鹽漠，嚴重影響周邊地區(qū)的氣候和環(huán)境條件。由于湖泊萎縮、鹽床裸露，風力作用引發(fā)的“鹽沙暴”波及天山和帕米爾高原的冰川，加速了冰川消融，對鄰接區(qū)域（約250 km范圍）氣候和環(huán)境產(chǎn)生了較大影響，同時也使咸海周邊近2萬km2耕地和20%的牧場減產(chǎn)。

水土環(huán)境污染嚴重，影響流域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和居民健康。流域地表水和地下水受到嚴重污染，導致30%～60%的灌溉地被污染，污染物濃度超過極限允許濃度的20～40倍，鹽堿地面積達到總灌溉面積的56%；同時，居民健康也受到嚴重影響，腸胃病、呼吸道疾病和癌癥的發(fā)病率大增，成人和胎兒死亡率急劇升高。

生物物種和數(shù)量減少，嚴重威脅中亞地區(qū)自然生態(tài)系統(tǒng)。隨著咸海日益干涸，湖水含鹽濃度由1951年的9.7 g/L上升至2013年的114 g/L。1970—1999年，阿姆河和錫爾河兩河入湖三角洲地帶胡楊林面積從3 000 km2縮減到300 km2；1960—2000年，阿姆河三角洲內動物有6種或亞種絕跡，鳥類有30種消失，魚類及其他野生動物的數(shù)量急劇減少，生物多樣性遭到嚴重破壞。

國家間關系惡化，嚴重威脅中亞地區(qū)穩(wěn)定。咸海危機對經(jīng)濟社會、國家安全和地區(qū)穩(wěn)定造成了嚴重威脅。周邊居民生存環(huán)境惡化，制約了中亞地區(qū)經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展；國家間關系不斷惡化，威脅著中亞地區(qū)穩(wěn)定；此外，跨境水資源問題使中亞地區(qū)的安全形勢更加復雜和嚴峻。

從1992年開始，哈、塔、烏、土、吉五國簽訂了一系列多邊和雙邊合作協(xié)議，1993年成立了咸海委員會（ICAS），并建立了拯救咸海國際基金會（IFAS）及國家間水資源協(xié)調委員會（ICWC）。許多國家和國際組織紛紛出資，改革流域現(xiàn)行水管理體制，開展水利技術合作，建設水利基礎設施。盡管如此，咸海問題仍未得到有效解決，一些學者認為，就現(xiàn)狀和后果而言，咸海危機給人類社會帶來的災害要比切爾諾貝利核泄漏事故大得多。對咸海進行生態(tài)環(huán)境復蘇，解決水資源開發(fā)利用中存在的問題是中亞國家亟須開展的工作。

2.我國西北地區(qū)河湖生態(tài)環(huán)境情勢

我國西北干旱內陸河流域資源性缺水，生態(tài)環(huán)境脆弱。自20世紀50年代起，河湖生態(tài)環(huán)境用水不斷被高強度的人類活動擠占，河湖生態(tài)環(huán)境急劇惡化。塔里木河下游357 km河道斷流，尾閭湖臺特瑪湖干涸；黑河33條支流相繼斷流，尾閭湖西居延海、東居延海分別于1961年和1992年完全干涸；石羊河下游主河道近乎干涸，民勤綠洲地下水水位持續(xù)下降，綠洲面積急劇萎縮；疏勒河植被衰亡，泉水衰減，沙漠化嚴重。黨中央、國務院高度重視干旱內陸河流域嚴峻的河湖生態(tài)環(huán)境問題，自20世紀90年代開始，針對性地批準實施了一系列綜合治理方案用于流域河湖生態(tài)環(huán)境治理，如黑河干流水量分配方案、黑河流域近期治理規(guī)劃、塔里木河流域近期綜合治理規(guī)劃、石羊河流域重點治理規(guī)劃、敦煌水資源合理利用與生態(tài)保護綜合規(guī)劃等。上述方案的制定與實施，有效遏制了流域生態(tài)環(huán)境惡化趨勢，取得了顯著的經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益，但距離實現(xiàn)人與自然和諧共生的現(xiàn)代化流域目標，形成“生產(chǎn)空間集約高效、生活空間宜居適度、生態(tài)空間山清水秀”的發(fā)展格局還有一定差距。主要存在以下問題。

（1）復合系統(tǒng)耦合關系有待協(xié)調

干旱內陸河流域資源性缺水、生態(tài)本底脆弱，加之區(qū)域經(jīng)濟社會的快速發(fā)展對河湖生態(tài)環(huán)境考慮不足，導致大量生態(tài)環(huán)境用水被擠占，生態(tài)修復壓力大，水資源配置與經(jīng)濟社會發(fā)展需求不相適應。復蘇河湖生態(tài)環(huán)境是一個長期、緩慢的過程，既要追求優(yōu)美的生態(tài)環(huán)境，也要穩(wěn)定流域經(jīng)濟社會發(fā)展，這就要著力打破水資源—生態(tài)系統(tǒng)—經(jīng)濟社會復合系統(tǒng)關系不協(xié)調的桎梏。

（2）水資源集約利用水平有待提高

水資源集約利用具有社會、生態(tài)和經(jīng)濟多重屬性。干旱內陸河流域水資源安全保障水平偏低，單位水資源產(chǎn)出強度不高，水資源供給的多元化程度、配置能力和抗風險能力不足。亟須以水資源總量為剛性約束，提高流域水資源集約節(jié)約利用水平，獲取生態(tài)環(huán)境—經(jīng)濟社會復合系統(tǒng)綜合效益最大化。

（3）調度運行科學體系有待完善

干旱內陸河流域水資源形成區(qū)與消耗利用區(qū)相互分離，水文循環(huán)過程獨特，地表水、地下水水體轉換關系復雜。流域生態(tài)調度和運行管理模式需考慮上述特征，完善調度機制，提高來水、需水預測預報水平，明確不同時期生態(tài)環(huán)境用水保證目標，統(tǒng)籌考慮上下游、左右岸、干支流協(xié)調供水，建設全流域、全要素水資源配置及調度工程體系。

（4）監(jiān)測評價體系亟待健全提升

河湖生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與評價是構建現(xiàn)代化治理體系的重要內容。干旱內陸河流域大數(shù)據(jù)、人工智能等信息技術應用不充分，流域上下游共同防范、互通信息、聯(lián)合監(jiān)測、協(xié)同處置的聯(lián)動機制有待完善。評價體系方面依然存在考核評估體系不健全，監(jiān)督管理和實施效果評估不及時，體現(xiàn)河湖水資源保障、水環(huán)境安全、水生態(tài)活力、水休閑魅力、水文化弘揚、水經(jīng)濟繁榮、水智慧賦能等方面的評價體系不完善等問題。

二、河湖生態(tài)環(huán)境復蘇指導思想與原則

1.河湖生態(tài)環(huán)境復蘇的目標與指導思想

（1）河湖生態(tài)系統(tǒng)復蘇目標

復蘇河湖生態(tài)環(huán)境必須完整、準確、全面貫徹新發(fā)展理念，樹立和踐行綠水青山就是金山銀山理念，加強河湖、濕地生態(tài)保護治理，推動河湖岸線資源和水資源集約安全利用，提升水安全、水資源、水生態(tài)、水環(huán)境、水文化等領域公共產(chǎn)品的供給質量，維護河湖生態(tài)健康，支撐流域經(jīng)濟社會綠色低碳發(fā)展，維持河湖功能永續(xù)利用，最終實現(xiàn)人水和諧共生目標。

（2）河湖生態(tài)環(huán)境復蘇的指導思想

生態(tài)水利是河湖生態(tài)環(huán)境復蘇的指導思想，河湖生態(tài)環(huán)境復蘇是生態(tài)水利的主要研究內容之一。生態(tài)水利從流域（區(qū)域）生態(tài)系統(tǒng)全視角、水循環(huán)—生態(tài)環(huán)境—經(jīng)濟社會統(tǒng)籌協(xié)調發(fā)展多維度、水利工程規(guī)劃設計—建設管理—運行調度全過程出發(fā)，探索“三生空間”優(yōu)化布局與“三生用水”合理配置，是研究水資源合理開發(fā)和高效利用等的原理與技術方法。其認知的系統(tǒng)性、要素的多維性、過程的完整性、結構的空間性、學科的交叉性對干旱區(qū)河湖生態(tài)環(huán)境復蘇具有指導性意義。

應用生態(tài)水利思想進行河湖生態(tài)環(huán)境復蘇，需要系統(tǒng)分析河湖中水與生物群落（包括動物、植物和微生物）及其依存的食物鏈、養(yǎng)分循環(huán)、能量循環(huán)及氣候水文循環(huán)系統(tǒng)之間相互交織、共存的特性，并合理利用生態(tài)系統(tǒng)的自然修復功能，避免在河湖生態(tài)環(huán)境復蘇時，對生態(tài)系統(tǒng)造成結構性和功能性破壞。根據(jù)生態(tài)水利“多維度”特點，生態(tài)環(huán)境復蘇應篩選出復合系統(tǒng)中總量、質量、結構、效率等主控多維要素，采用“生態(tài)環(huán)境—經(jīng)濟社會—水循環(huán)調控”復合系統(tǒng)交互耦合調控理論與技術，分析交互耦合的脅迫影響及臨界閾值，基于水資源、生態(tài)約束下的經(jīng)濟發(fā)展模式，進行相關生態(tài)安全設計、生態(tài)調度和生態(tài)修復。

2.河湖生態(tài)環(huán)境復蘇的減碳理念

“雙碳”目標提出后，我國生態(tài)文明建設進入以減碳為重點戰(zhàn)略方向的新階段。聚焦河湖生態(tài)環(huán)境復蘇，降低河湖生態(tài)環(huán)境修復過程中的碳排放、提升河湖生態(tài)環(huán)境固碳能力、充分發(fā)揮新技術和新制度在提升減碳效率中的作用，是河湖生態(tài)環(huán)境復蘇中減碳理念的具體體現(xiàn)。

（1）對碳排放做“減法”

在河湖生態(tài)環(huán)境修復時采用“近自然狀況”理念，盡量選取生態(tài)系統(tǒng)內本來的材料，營造利于水生植物生長、底棲動物和魚類覓食與繁殖的自然環(huán)境，在保護生物多樣性的同時，減少建筑、化工材料對生態(tài)系統(tǒng)的再次污染，避免碳排放量增加。加強對河湖岸邊堆棄物以及河湖點、面源污染的監(jiān)督及治理，集中處置河湖沿岸污水、垃圾等，控制碳排放。

（2）對碳吸收做“加法”

河湖生態(tài)系統(tǒng)主要以土壤、植被和水為載體進行固碳。通過開展水源涵養(yǎng)林建設，實施河岸植被保護和修復、河湖生態(tài)緩沖帶和人工濕地建設等方式，涵養(yǎng)水土、保護植被、調節(jié)氣候、凈化環(huán)境、美化景觀，為流域內土壤、植物和水體提供良好的自然生境，促進土壤、植物、水體碳吸收。由于河湖生態(tài)系統(tǒng)中水體與生物群落共存共生，以上措施可以保證生態(tài)系統(tǒng)各種生物鏈條正常運轉，物種間聯(lián)系更加密切，使河湖本身擁有自凈能力。

（3）對碳減排做“乘法”

從“生態(tài)環(huán)境—水循環(huán)調控—經(jīng)濟社會”多維度采用新技術措施和新監(jiān)管制度等，使碳減排產(chǎn)生倍增效益。通過利用在線監(jiān)控、衛(wèi)星遙感、大數(shù)據(jù)分析等科技手段開展非現(xiàn)場檢查，結合生物群落動態(tài)監(jiān)控、點面源監(jiān)測分析、碳排放量監(jiān)測計算等技術，實現(xiàn)智能監(jiān)測、預警、溯源和輔助決策功能，有效感知系統(tǒng)內碳排放；將碳減排融入河湖生態(tài)環(huán)境復蘇衍生的山水田園綜合體、濕地公園、文化創(chuàng)意公園等新業(yè)態(tài)中，使其改善生態(tài)環(huán)境的同時改變傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，創(chuàng)造高效、節(jié)能、減碳的生產(chǎn)管理方式。

3.河湖生態(tài)環(huán)境復蘇的基本原則

河湖生態(tài)環(huán)境復蘇應體現(xiàn)人水和諧共生的理念，達到建設造福人民的幸福河湖目標。根據(jù)目前現(xiàn)狀及存在問題，河湖生態(tài)環(huán)境復蘇需要遵循綜合性、協(xié)調性、自然性和經(jīng)濟性原則。

（1）綜合性原則

河湖生態(tài)環(huán)境復蘇的綜合性原則體現(xiàn)在河湖治理主體、治理手段和治理目標的復雜性和綜合性。河湖生態(tài)環(huán)境復蘇需要對河流、湖泊等水域空間和陸地河岸生態(tài)系統(tǒng)、水生生態(tài)系統(tǒng)、沼澤及濕地生態(tài)系統(tǒng)進行多維度、綜合性考量，打破傳統(tǒng)的“頭疼醫(yī)頭，腳疼醫(yī)腳”的方法。需要對破壞的生態(tài)系統(tǒng)采取污染控制、水質改善、生物修復、生態(tài)恢復、生態(tài)文明建設等綜合性措施，建立多方統(tǒng)籌、區(qū)域協(xié)同、部門聯(lián)動、全社會參與等多維度、綜合性的治理體系，滿足人水和諧共生綜合性目標。

（2）協(xié)調性原則

河湖生態(tài)環(huán)境復蘇的協(xié)調性原則指在保障生態(tài)基流、改善地下水超采現(xiàn)狀、保護河湖物理結構、發(fā)揮水利工程設施生態(tài)調度功能等的基礎上，充分考慮“水資源—生態(tài)環(huán)境—經(jīng)濟社會”多維度的協(xié)調發(fā)展需求，實現(xiàn)生態(tài)性功能、景觀性功能的高質量耦合。將人文、歷史、美學融入河湖生態(tài)環(huán)境治理之中，使治理后的河湖生態(tài)系統(tǒng)在保障河湖基本生態(tài)功能的同時，與周邊區(qū)域的發(fā)展特點、流域文化特色與地域風情、沿線的整體風貌協(xié)調統(tǒng)一，提升景觀欣賞價值水平，展現(xiàn)河湖生態(tài)系統(tǒng)景觀魅力。

（3）自然性原則

河湖生態(tài)環(huán)境復蘇應在尊重生態(tài)環(huán)境多樣性、保障河湖安全性功能和社會功能的基礎上，保持河湖自然形態(tài)。將“近自然狀況”作為河湖生態(tài)復蘇的依據(jù)，充分發(fā)揮河流生態(tài)系統(tǒng)的自我凈化能力和自我調節(jié)能力，以自然修復為主、人工修復為輔，盡量就地選材、保留原有生物群落及其棲息地，實現(xiàn)河道生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展，創(chuàng)造具有當?shù)靥厣纳鷳B(tài)河湖景觀。

（4）經(jīng)濟性原則

河湖生態(tài)環(huán)境復蘇應考慮經(jīng)濟方面的影響，同步考慮河湖環(huán)境與經(jīng)濟社會發(fā)展，在確保達到河湖生態(tài)環(huán)境復蘇目標的前提下，合理統(tǒng)籌前期籌備、建設工作和后期監(jiān)測管理等。應因地制宜、節(jié)能高效，最大限度地降低治理成本，使修復成本最小化，實現(xiàn)經(jīng)濟社會、生態(tài)環(huán)境、復蘇質量等全方位、多維度可持續(xù)發(fā)展。

三、干旱內陸河流域河湖生態(tài)環(huán)境復蘇關鍵技術措施

1.國外典型河湖生態(tài)環(huán)境修復

第二次工業(yè)革命以后，經(jīng)濟的飛速發(fā)展、城市的快速擴張、人口的大量增加消耗了大量的水資源，農(nóng)業(yè)化肥的施用使許多污染物排入河湖，引發(fā)了河流斷流、水質變差、水生生物死亡甚至滅絕等一系列河湖生態(tài)環(huán)境問題。歐洲于19世紀60年代開啟河湖生態(tài)復蘇的歷史進程，隨后日本、美國等國家相繼加入，經(jīng)過一個多世紀的研究與實踐，出現(xiàn)了很多值得借鑒的成功案例。

（1）萊茵河生態(tài)環(huán)境修復

萊茵河是歐洲最大的河流，流域內工業(yè)分布集中，人口高度密集。由于在早期開發(fā)階段未能平衡河流開發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境保護的關系，萊茵河在19世紀下半葉出現(xiàn)嚴重生態(tài)問題，具體表現(xiàn)為：①水質嚴重污染，河流內重金屬、有毒物質和生活垃圾含量高。②大量水生生物資源喪失，鰻魚、鱒魚、水鴨等水生動物大量死亡，洄游魚類數(shù)量顯著減少。

針對以上河流生態(tài)問題，萊茵河沿岸國家于1950年成立了保護萊茵河國際委員會，先后開展了“萊茵河行動計劃”“鮭魚計劃”“萊茵河2020行動計劃”等河流專項治理行動。行動主要包括以下內容：①成立全流域綜合管理國際組織，將河流、沿岸以及有關區(qū)域作為一個整體進行綜合考慮，確定了河流水質、地下水乃至整個河流生態(tài)系統(tǒng)的修復目標。②興建污水處理廠，采用環(huán)保新技術，減少生產(chǎn)活動和意外事故造成的污染風險。③通過降低支流水系堰壩、修建魚道、障礙改造等方式使鮭魚等高營養(yǎng)級物種重返原來的棲息地。④引入貧營養(yǎng)水，添加化學稀釋物質，利用食物鏈原理通過下行效應提升河流水質，改善富營養(yǎng)化環(huán)境。⑤充分運用經(jīng)濟和法律手段引導沿岸產(chǎn)業(yè)向環(huán)境友好的方向發(fā)展。

（2）北美五大湖生態(tài)環(huán)境修復

北美五大湖（伊利湖、蘇必利爾湖、安大略湖、密歇根湖和休倫湖）分布在美國與加拿大之間，五大湖東西延伸1 383 km，南北寬達1 125 km，總面積24.5萬km2，是世界上最大的淡水湖群。20世紀50年代，五大湖周邊化工業(yè)冶金業(yè)向湖泊內排入了大量未經(jīng)處理的廢水，造成了湖區(qū)水體嚴重污染。隨著人們對湖泊自然功能認識的深入，美、加兩國政府開始著手治理五大湖生態(tài)環(huán)境問題。

2005年，基于“必須留給后代更好的大湖區(qū)”的思想，美國提出了“五大湖恢復行動計劃”。該行動于2010年正式啟動，擬定了為期十年的湖泊修復計劃，分為兩個階段：第一階段為2010—2014年，政府、機構和民間組織共同參與，形成以委員會和行動組為代表的分級管理體系；搭建跨部門的組織對話平臺，開展跨地區(qū)協(xié)作；開展全面、深入的生態(tài)環(huán)保教育和五大湖行動宣傳計劃；建立大湖環(huán)境數(shù)據(jù)庫，開展“合作與監(jiān)測計劃”。第二階段為2015—2019年，主要工作是通過種植遮蓋作物和草帶、實行作物輪作、恢復濕地等措施實現(xiàn)凈化水質目標，并創(chuàng)造大量就業(yè)機會，促進區(qū)域經(jīng)濟增長，有效提高周圍居民參與湖泊治理的積極性。同時，加強清理污染嚴重的湖區(qū)，避免富營養(yǎng)化導致有害藻類暴發(fā)。

（3）美國哈肯薩克濕地保護區(qū)生態(tài)環(huán)境修復

伴隨長期農(nóng)業(yè)開墾、氣候變化和人為因素的干擾，美國新澤西州北部哈肯薩克濕地保護區(qū)面積持續(xù)大幅萎縮，由原來的200km2縮減至70km2，同時還產(chǎn)生了景觀破碎化、外來物種入侵、河湖水污染增加、水體咸化等生態(tài)問題。為了保護濕地生態(tài)系統(tǒng)，維持該地區(qū)經(jīng)濟合理增長，美國各級多部門聯(lián)合制定并實施了一項綜合性的濕地可持續(xù)利用計劃，即特殊地區(qū)管理計劃。該計劃包括以下內容：①確定濕地生態(tài)功能區(qū)劃：明確可用于經(jīng)濟發(fā)展和交通改善的最大面積范圍，明確用于恢復的退化濕地范圍及面積，以及保留30.7 km2濕地永久保護區(qū)。②調整濕地保護區(qū)內的產(chǎn)業(yè)結構。③以實地調查為基礎，對濕地內動植物建立“生物檢驗”數(shù)據(jù)庫，定量分析退化濕地的生態(tài)恢復過程。

縱觀一個多世紀的河湖生態(tài)復蘇研究與實踐，不難發(fā)現(xiàn)國外側重于生態(tài)完整性保護與近自然狀態(tài)恢復，復蘇目標在于兼顧河湖生態(tài)系統(tǒng)完整性與社會服務價值。我國干旱內陸河流域河湖生態(tài)環(huán)境復蘇，可在借鑒其他國家的先進理念、技術和經(jīng)驗的基礎上，結合區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展和河流自然環(huán)境特點，以生態(tài)水利為指導思想，開展針對性的復蘇工作。

2.干旱內陸河流域河湖生態(tài)環(huán)境復蘇關鍵技術

結合近年來我國典型干旱內陸區(qū)河湖生態(tài)復蘇案例，分別針對水域濕地面積減小、生態(tài)用水被擠占、生物數(shù)量和種類減少、河湖富營養(yǎng)化加劇等問題，提出河湖生態(tài)復蘇途徑和技術措施，如圖2所示。

圖2 干旱區(qū)河湖生態(tài)環(huán)境修復措施

（1）河湖生態(tài)空間優(yōu)化布局

生態(tài)空間是生態(tài)水文過程產(chǎn)生和維持的主要空間場所。干旱內陸區(qū)河湖生態(tài)空間呈現(xiàn)濕地游移和退化以及濕地和湖泊面積減小的趨勢。河湖生態(tài)空間優(yōu)化布局，可采取的措施包括退耕還湖還濕，擴大濕地湖泊面積；治理河湖濱岸帶，構建湖泊濕地與陸生系統(tǒng)過渡帶；人工濕地協(xié)同自然濕地系統(tǒng)等。

案例一：博斯騰湖濕地生態(tài)環(huán)境修復

近幾十年，在人類大規(guī)模開發(fā)和氣候變化的影響下，博斯騰湖生態(tài)空間出現(xiàn)一系列問題，較為明顯的是20世紀80年代初期，湖泊水位下降，自出流困難。1983年開始，國家開展博斯騰湖治理行動：①采取退耕還湖還濕的策略。通過人工修復與自然修復相結合的方法，建設自然濕地保育和生態(tài)技術修復研究示范區(qū)，以人工修復促進自然修復。②構建近原湖區(qū)的自然生態(tài)系統(tǒng)。通過擴大濕地湖泊空間，建立人工濕地，填筑湖體洼地，種植蘆葦?shù)冉?jīng)濟、抗水、生長周期長的水生植物等方式，打造貼近原湖區(qū)的自然生態(tài)系統(tǒng)。目前已建成46 km2人工濕地，協(xié)同博斯騰湖原生態(tài)濕地，形成了天然穩(wěn)固的防護屏障。③建設湖濱濕地。將湖濱濕地作為博斯騰湖與陸生系統(tǒng)的過渡帶和緩沖帶，達到修復及保護水生態(tài)環(huán)境的目的。④加大湖體水量循環(huán)。通過向黃水溝輸水，形成黃水溝水流入湖和博斯騰湖揚水泵站出流的良性循環(huán)，促進湖體水量循環(huán)，并嚴格實行城鎮(zhèn)污廢水達標排放制度，COD濃度由2013年的28.68mg/L降至2016年的21.50mg/L。

（2）生態(tài)需水保障

“綠洲經(jīng)濟、灌溉農(nóng)業(yè)”是干旱內陸區(qū)經(jīng)濟的顯著特征，由于水資源量匱乏、水資源利用效率偏低，生態(tài)用水被經(jīng)濟社會用水長期擠占。為滿足生態(tài)需水，主要可從以下幾個方面開展工作：統(tǒng)一管理地表水和地下水；通過水系連通工程以及水工程調度，構建多通道聯(lián)合生態(tài)輸水方式，逐步退還被擠占的生態(tài)水量，同時擴大生態(tài)用水的惠及面積；規(guī)范調水行為，實現(xiàn)有序調水，采用高效節(jié)水技術，提高各領域用水效率。

案例二：塔里木河流域生態(tài)需水保障

塔里木河流域是中國乃至歐亞大陸最為干旱、生態(tài)最為脆弱的地區(qū)之一。受20世紀50年代開始的大規(guī)模灌溉農(nóng)業(yè)、過度水土資源開發(fā)利用等因素影響，1972年以后，塔里木河下游長達357 km的河道斷流，持續(xù)近30年。2001年，國家啟動塔里木河流域近期綜合治理規(guī)劃，開始實施生態(tài)輸水工程，截至2021年，累計向塔里木河下游生態(tài)輸水87.9億m3，下游生態(tài)環(huán)境得到初步改善，2017年尾閭臺特瑪湖形成最大面積511 km2的水面，遠大于綜合治理規(guī)劃提出的200 km2湖面恢復目標。通過采用“雙通道+溝道、汊河”的面狀生態(tài)輸水方式以及“汊滲輪灌”的胡楊林灌溉技術，既最大限度地滿足了河岸植被的河道外生態(tài)水量需求，又不至于將從源流、上游輸送至下游的生態(tài)水直接匯流至尾閭湖泊，導致臺特瑪湖面積無序擴大、水資源無效蒸發(fā)增加等問題。除轉變生態(tài)輸水方式以外，塔里木河生態(tài)需水保障措施還包括：采用水資源集約利用策略，以源流區(qū)山區(qū)水庫替代平原水庫；各水庫遵循“夏蓄-秋供-冬蓄-春供”的中長期調度方式，充分滿足流域生態(tài)需水。

（3）生物棲息地保護與修復

為保障河湖生態(tài)系統(tǒng)的完整性，可以從以下幾方面進行生物棲息地保護與修復：打造河流生態(tài)廊道，通過配置喬、灌、草相結合的植被群落，構建植被緩沖帶；開展生態(tài)調度，營造河水漫溢條件，形成適宜河岸帶植被系統(tǒng)修復和動植物生存的水文條件；通過保持或恢復泥質、石質和沙質等自然形態(tài)，營造有利于水生植物生長、底棲動物和魚類的覓食與繁殖的自然環(huán)境。

案例三：湟水流域生物棲息地修復

湟水流域是青藏高原與黃土高原的生態(tài)過渡帶，生境類型多樣、生態(tài)環(huán)境脆弱。湟水干流已建、在建水電站超過30座，水電站密集且開發(fā)無序，河流縱向連通性較差，引發(fā)了河流生態(tài)功能退化、生物棲息地改變等問題。2011年，我國將“祁連山冰川與水源涵養(yǎng)生態(tài)功能區(qū)”劃定為湟水流域重要濕地保護區(qū)與流域水源重點涵養(yǎng)區(qū)，開展生物棲息地修復治理行動。行動主要內容包括：①明確生物生存所需環(huán)境。根據(jù)生物多樣性以及魚類的瀕危程度、土著意義和保護級別，明確主要保護魚類品種、棲息地所在地及生存所需的棲息地環(huán)境條件。②確定分段分級保護方案。采取“重點保護區(qū)特殊保留河段禁止開發(fā)，重點保護河段限制開發(fā)，水電站開發(fā)河段建設過魚設施并進行增殖放流，限制河道挖沙采石和河灘地洗沙加工”的分級原則進行棲息地保護修復。③制定基于生態(tài)環(huán)境保護的水電站運行調度方案。在一系列棲息地修復措施下，湟水濕地保護區(qū)生態(tài)系統(tǒng)不斷改善，濕地面積從2.41 km2增長至8.29 km2，濕地率從4.5%提高至64.67%；濕地內生物多樣性持續(xù)改善，在新建的100多處鳥類“生境島”的保障下，鳥類由45種增加到現(xiàn)在的152種。2020年，濕地生態(tài)系統(tǒng)服務價值達6.18億元。

（4）水質改善與維護

河湖水質改善與維護主要是為了解決湖泊富營養(yǎng)化、湖泊沼澤化、黑臭水體等水質性缺水問題，增加區(qū)域可用水量。具體措施包括：加強飲用水水源保護；開展點、面源綜合治理，加大污染水體防治力度，從陸域污染源到內源河流污染源進行全過程治理；加強流動源環(huán)境風險防范，對危險有毒有害物質的運輸、儲存實施全過程監(jiān)管，提升風險管理水平。

案例四：烏梁素海水質改善與維護

烏梁素海流域是黃河中上游最大的農(nóng)業(yè)用水區(qū)，也是國家生態(tài)安全戰(zhàn)略格局中“北方防沙帶”的重要組成部分。20世紀80年代以來，由于農(nóng)業(yè)化肥的大量施用和城市污水的匯入，烏梁素海湖區(qū)水質咸化趨勢明顯，富營養(yǎng)化日益嚴重，湖泊沼澤化趨勢加劇。為解決上述問題，當?shù)卣铜h(huán)保部門采取了一系列水質改善與維護措施，包括：①劃定飲用水水源保護區(qū)。監(jiān)測飲用水水源水質，控制烏梁素海流域水污染物的產(chǎn)生和流通。②開展點、面源綜合治理。在黃河灌區(qū)回收處理城鎮(zhèn)污水和工業(yè)園區(qū)廢水，推進中水回用，實現(xiàn)“點源污水零入海”的目標。開展“控化肥、控農(nóng)藥、控用水、控地膜”四項行動，采取灌排分離等措施控制農(nóng)田氮磷流失。③河湖內源綜合治理。合理收獲沉水植物，阻止蘆葦蔓延，科學實施重污染底泥環(huán)保疏浚，有效處理與處置疏浚污泥，加速湖水更新，避免二次污染。通過以上措施，烏梁素海水質逐步好轉，湖體生態(tài)功能逐漸恢復。2013年到2019年，烏梁素海氨氮、總氮、總磷和化學需氧量質量濃度年均下降率分別為12.7%、8.9%、10.9%和2.5%，各入湖口主要污染物指標均可達到Ⅴ類標準。烏梁素海保護修復案例入選國家自然資源部與世界自然保護聯(lián)盟（IUCN）聯(lián)合發(fā)布的《基于自然的解決方案中國實踐典型案例》。

（5）監(jiān)測與制度建設

完善監(jiān)測與制度建設是實現(xiàn)河湖生態(tài)環(huán)境復蘇的必要保障，各類河湖生態(tài)復蘇技術措施的推行程度依賴于數(shù)據(jù)的監(jiān)測精度，政策的制定與細化，以及各項措施實施效果的及時反饋?？赏ㄟ^河湖管理制度、水生態(tài)保護補償、河湖生態(tài)監(jiān)測等方面的建設，建立健全水生態(tài)保護和修復的長效管理體制和機制。

案例五：黑河流域水量調度管理建設

黑河是我國西北地區(qū)第二大內陸河，源于祁連山區(qū)，穿越河西走廊，流域占地面積約13萬km2，是重要的商品糧生產(chǎn)基地。黑河流域水資源極度緊缺，中游地區(qū)經(jīng)濟社會用水和下游生態(tài)用水矛盾十分尖銳。國家先后批復了一系列水資源利用與管理制度：①“九二”分水方案。1992年，原國家計委在“關于《黑河干流水利規(guī)劃》的批復”中，批準了多年平均情況下的黑河干流水量分配方案，即近期當鶯落峽多年平均河川徑流量15.8億m3時，正義峽下泄水量9.5億m3。②“九七”分水方案。為提高分水方案的可操作性，1997年水利部以“九二”分水方案為基礎，對不同來水情況下的水量進行了分配，提出了鶯落峽—正義峽水量分配方案，經(jīng)國務院審批，由水利部轉發(fā)甘肅省和內蒙古自治區(qū)人民政府執(zhí)行。③2001年國務院批復《黑河流域近期治理規(guī)劃》，明確要求“流域內各省（自治區(qū)）實行區(qū)域用水總量控制行政首長負責制，各級人民政府按照黃河水利委員會黑河流域管理局制定的年度分水計劃，負責各自轄區(qū)的用配水管理”。2009年水利部下發(fā)《黑河干流水量調度管理辦法》，按照年度水量調度方案、月水量調度方案和實時調度指令相結合的方式開展水量調度。1999—2019年鶯落峽斷面年平均下泄水量達19.0億m3。2005年以來，黑河尾閭東居延海水域面積長年保持在40 km2左右，以草地、胡楊林和灌木林為主的綠洲面積增加超200 km2。

四、結 論

河湖生態(tài)環(huán)境復蘇是維護河湖健康生命的重要手段，是實現(xiàn)人水和諧共生的必要舉措，也是推動新階段水利高質量發(fā)展的重要途徑。干旱內陸河流域生態(tài)本底脆弱，水文循環(huán)過程獨特，水資源量匱乏，且被過度開發(fā)利用，是河湖生態(tài)環(huán)境復蘇的重點難點地區(qū)。

河湖生態(tài)環(huán)境復蘇應以維持河湖功能永續(xù)利用、實現(xiàn)人水和諧共生為目標，以生態(tài)水利為指導思想，兼顧減碳理念，遵循綜合性、協(xié)調性、自然性、經(jīng)濟性等原則。干旱內陸河流域河湖生態(tài)環(huán)境現(xiàn)階段存在復合系統(tǒng)關系不協(xié)調、水資源集約利用水平低、調度運行科學體系不完善等問題。通過剖析國內外河湖生態(tài)環(huán)境復蘇典型案例，圍繞河湖生態(tài)空間優(yōu)化布局、生態(tài)需水保障、生物棲息地保護與修復、水質改善與維護、監(jiān)測與制度建設五大途徑，提出了干旱內陸河流域河湖生態(tài)環(huán)境復蘇的關鍵技術措施。

此外，新時期開展河湖生態(tài)環(huán)境復蘇還應基于智慧水利總體框架，強化科技支撐作用，充分利用衛(wèi)星遙感、無人機、視頻監(jiān)控等各類手段，夯實“生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)底座”；將數(shù)字孿生、虛擬現(xiàn)實、3D GIS+BIM、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新理念和新技術應用到河湖生態(tài)保護與治理工作中，建立河湖生態(tài)多維空間數(shù)字孿生體，形成信息感知迅速、資料公開共享、技術安全經(jīng)濟、管理長期有效的河湖生態(tài)環(huán)境智慧復蘇模式。 ■