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湖泊:重要性和生态服务价值长期被低估

  湖泊,大地上的璀璨“明珠”,具有极其重要的生态价值但也面临严峻的生态环境问题。中国科学院南京地理与湖泊研究所张运林研究员等从饮用水安全供给、湖泊调蓄、生物多样性等方面系统阐述和量化了湖泊重要性及生态服务功能; 明晰了我国湖泊面临的富营养化与藻类水华、水生植被退化、湖泊萎缩咸化与扩张等主要生态环境问题, 提出了湖泊保护与治理的对策。
  湖泊(含水库)是陆地表层系统最基本的地理单元,也是地表水资源的重要载体,对全球环境变化及流域人类活动响应敏感,是全球环境变化与区域气候的指示器和调节器,同时也是“山水林田湖草沙”生命共同体的重要组成部分。根据2020年最新遥感监测结果显示,我国1km2以上天然湖泊有2670个,累计面积80662.4km2,1km2以上人工水库共5156座,累计面积39697.1km2,合计总面积120359.5km2
  尽管湖泊面积及其在陆地中占比相对有限,但其在保障生态文明建设和促进流域经济社会发展等方面发挥着不可替代的作用。长期以来,湖泊的重要性和生态服务价值被严重低估,也缺乏必要的量化表征。鉴于此,中国科学院南京地理与湖泊研究所张运林研究员等系统阐述和量化了湖泊重要性及生态服务功能。主要表现在以下7个方面:
  (1)湖泊是保障饮用水安全的重要基石,服务全国近50%人口集中式饮用水,在北京、上海、深圳等10个重点城市湖泊型集中式水源地服务人口比例更是高达70%以上(图1)。 
  (2)湖泊具有重要的调蓄功能,在防洪抗旱方面发挥关键作用,面积大于1km2的天然湖泊水量调节总量接近1500亿m3,长江流域47座控制性水库总调节库容超过1000亿m3。 
  (3)湖泊型流域在国民经济发展和粮食安全保障中发挥举足轻重作用。以长江流域为例, 10km2以上湖泊有145个, 其对应的流域面积占长江流域面积的33.6%, 但其人口和GDP分别占长江流域的45.0%和47.4%,太湖流域国土面积仅占全国的0.4%,却贡献了全国近10%的GDP。 
  (4)湖泊是生物多样性最丰富的生态系统之一,孕育出极为丰富的生物资源(图2)。 
  (5)湖泊渔业在我国渔业生产中占据重要地位,2019年湖泊水产养殖面积占全国水产养殖面积的30.8%,1980年其占比更是高达59.9%。 
  (6)湖泊具有重要的旅游价值, 成为众多城市的亮丽名片,2021年文化和旅游部共确定了306个国家5A级旅游风景区, 其中涉湖的5A级旅游风景区有57个, 占18.6%。 
  (7)湖泊是北方生态安全屏障重要组成部分和关键节点,青海湖、呼伦湖、博斯腾湖、艾比湖等在区域生态安全保障中具有举足轻重的作用。
   
  图1 不同类型集中式饮用水源地服务人口占比空间分布(饼大小表示集中式饮用水源地服务的人口数量)及城市群位置
  
  图2 鄱阳湖候鸟多年变化趋势. (a)总数量;(b)物种数(注:数据来源于江西鄱阳湖国家级自然保护区管理局年度监测报告) 
  此外,湖泊在蓄能发电、农业灌溉、内河航运、固碳降污及区域气候调节等方面发挥重要作用。
  我国湖泊数量众多、类型齐全、分布广泛,生态环境问题呈现明显的区域分异,面临的主要生态环境问题有:
  (1)湖泊富营养化和蓝藻水华没有得到根本缓解(图3),湖泊水源地水质安全威胁依然存在; 
  (2)湖泊水生植被退化严重,净化能力减弱,生物多样性下降,生态系统完整性和稳定性受损; 
  (3)气候变化与人类活动叠加造成湖泊洪旱灾害和萎缩咸化并存; 
  (4)暖湿化气候背景下青藏高原湖泊快速扩张,冰湖溃决风险显著增加。 
  针对不同区域湖泊生态环境问题,从湖泊流域系统治理、重大生态修复工程、湖泊监测管理与立法保护等方面提出湖泊保护与治理的策略和对策,推动湖泊环境质量改善与美丽湖泊建设。随着国家湖泊流域系统治理力度的不断加大,科技创新能力持续增强,系列治理工程有序实施,流域产业结构优化升级,河湖管护能力稳步提升,必将重现水清草盛、鱼翔浅底的美丽湖泊画卷! 
    
  图3 2003-2020年太湖和巢湖蓝藻水华及出现频率长期变化趋势. (a)太湖年均蓝藻水华面积及出现频率;(b)巢湖年均蓝藻水华面积及出现频率;(c)太湖年最大蓝藻水华面积;(d)巢湖年最大蓝藻水华面积
  论文链接:https://www.sciengine.com/CSB/doi/10.1360/TB-2022-0178