长江经济带“共抓大保护、不搞大开发”的基础与策略

依托长江黄金水道,建设长江经济带是新时期国家重大区域发展战略。长江经济带是形成国家"一体两翼"开发开放大格局的主干轴线。文章在系统分析长江经济带的长江生态系统服务价值、生态区位、生态类型、生态地理格局、自然条件、自然生态灾害等生态本底基础上,总结了长江经济带面临的水环境和大气环境污染严重、长江干支流和湖泊水生态显著退化、重大工程生态环境累积影响不断显现、江河湖泊关系不和谐等重大生态环境问题;建议将长江水生态环境保护摆在头等重要的位置,率先实行水质目标管理,形成开发节约集约与生态自然开敞的国土空间开发保护格局,持续实施长江经济带绿色生态保障工程,以及打破部门和地方分割,实施流域综合管理等生态环境保护总体策略,以确保长江经济带"共抓大保护、不搞大开发"战略实施。     

长江经济带的区域规划研究与应用

<正>完成单位:中科院南京地理与湖泊所成果简介紧扣长江经济带可持续发展战略需求,注重空间均衡学术思想,创新研制"空间保护—开发—协调"为核心的区域规划技术体系,着力增强规划科学性,系统解决经济发展与资源环境平衡、区域协调等重大问题。融合地理、经济、生态理论,以资源环境承载力和发展潜力综合分区定量评估,识别可开发及需保护区域,形成"空间保     

长江中游通江湖泊洪泛湿地生态环境问题与研究展望

以鄱阳湖和洞庭湖为代表的长江中游通江湖泊是我国最重要的洪泛湿地湖群,其独特的水文条件繁衍了极其丰富的生物多样性。受气候变化和人类活动的双重影响,通江湖泊与洪泛湿地生态系统正面临着一系列的生态环境问题和研究挑战。本文首先论述了通江湖泊与洪泛湿地系统的开放性与复杂性特征,其次系统梳理了长江中游通江湖泊洪泛湿地面临的水资源、水环境和水生态问题,最后针对性地提出了未来通江湖泊洪泛湿地生态—水安全需要重点关注生态水文相互作用机理及耦合机制、生物多样性保护、湖泊湿地碳源汇格局及其气候效应、江湖关系连通格局的优化调控以及湖泊湿地保护管理与流域绿色发展5个方面的重点领域和方向。论文对于揭示通江湖泊洪泛湿地生态系统功能演变过程及其驱动机制、维持湿地生态功能与生态安全具有一定的理论意义,也对我国正在积极推动“一带一路”和“长江经济带”等国家重大战略实施具有实践指导价值。     

新方法、新理论为太湖环境治理和生态修复提供科技支撑

2007年震惊中外的太湖蓝藻危机事件暴发,太湖富营养化及其蓝藻水华治理成为国家和全民关注的重大而紧迫的问题,对危机事件的应急处置、蓝藻水华暴发的科学解释和未来十年太湖水环境的治理及生态恢复等,向科研工作提出了更高的要求。中科院太湖湖泊生态系统研究站(简称"太湖站")自建站以来对太湖进行了全面、长期的监测,开展了浅水湖泊系统研究、环境治理与生态修复技术研发和示范。特别是近十年来,在环保部、国家自然科学基金委和中科院等重大项目支持下,在太湖站野外科学平台的支撑下,联合院内外科研人员进行了多学科交叉研究,取得了一系列研究进展。在学科建设方面逐步创建了湖泊现代过程物理、化学、生物多学科协同的野外原位研究方法,发展了湖泊科学环境要素过程与格局和生态系统结构与功能相结合的研究新局面,揭示了人类活动和气候变化对湖泊关键生态过程的驱动作用,阐明了湖泊生态系统响应环境变化的特征、区域差异和反馈机制,以及生态系统退化的环境作用机理;在技术研发和应用方面提出了富营养化湖泊治理及生态恢复的方法与策略,应用于太湖治理并取得了显著成效。这些科研成果填补了大型浅水湖泊湖沼学研究的空白,不仅使我国的湖泊科学研究在国际湖泊科学研究前沿领域崭露头角,也使得太湖站成为了无可替代的野外科研支撑平台和国际知名的湖泊科学研究基地。     

我国湖泊富营养化及其水环境安全

发生在无锡的太湖蓝藻危机是我国湖泊生态环境恶化的一个标志。我国虽然有很多湖泊,但是绝大多数淡水湖泊分布在长江中下游和东部沿海地区。这些湖泊富营养化问题非常突出。调查显示,近几年全国水环境总体水质在下降。使得许多以湖泊(水库)为城市集中式供水水源地的水质安全保障问题越来越突出。导致我国湖泊富营养化的原因,既有人为的原因,也有自然的原因。由于像太湖等湖泊是发育在长江中下游洪泛平原上的,营养背景较高,加之这些湖泊水浅,沉积物常常因为悬浮而释放,即使外源污染控制止了,由于内源污染的存在,湖泊富营养化问题将依然存在。这会大大加大湖泊富营养化治理的难度。湖泊富营养化的治理与控制应该遵循控源、湖泊生态修复和流域管理的原则。由于各个湖泊类型不同,因此,各种治理的技术应该结合具体的情况来实施,即应该先诊断、后治理。     

发挥学科优势服务水环境保护科技需求——记环境保护部南京环境科学研究所水污染控制与生态修复团队

水环境是人类赖以生存和发展最重要的基本生态环境之一,近年来随着经济高速发展,我国水体污染的问题也日益突出。针对当前社会经济发展的重大水污染科技瓶颈问题,突破水污染控制与治理等关键技术和共性技术,有效提高我国流域水污染防治和管理水平已成为当务之急。环境保护部南京环境科学研究所流域生态保护与水污染控制中心负责人张毅敏研究员带领水污染控制与生态修复团队,长期深入开展湖库富营养化发生机理、面源水污染发生机制及面源污染物迁移转化规律等研究,开展流域水生生态系统结构与功能、湖泊蓝藻水华生态灾变、湖（河）岸带生态系统健康状况等的监测评估研究。团队通过研发流域面源水污染控制、水体生态修复、     

长江经济带空间格局和绿色发展——中国科学院南京地理与湖泊研究所相关研究回顾

长江经济带的空间格局与绿色发展研究对我国生态文明建设与区域协调发展具有重要意义。中国科学院南京地理与湖泊研究所等研究机构长期致力于长江流域及东南沿海的可持续发展研究。自20世纪80年代以来,中国科学院南京地理与湖泊研究所开展了大量关于长江产业带建设、长江流域人类活动及其生态环境影响、长江黄金水道航运与港口布局、岸线资源评价与利用、空间功能分区管控与区域协调发展等研究,也长期服务于长江经济带省市县三级政府的决策咨询和规划编制,为长江经济带不同时期不同区域的产业转型发展、交通航运建设、生态环境保护、区域分工协作等提供了科学参考。     

长江经济带岸线资源保护与科学利用

作为一种新兴和特殊的战略资源,岸线资源处于大河流域经济带的水陆交互带,承载临岸港口、工业、城镇和湿地等人类活动和自然生境,发挥重要的经济社会和生态环境功能。岸线资源是推动长江经济带高质量发展的重要物质基础,是长江经济带战略有效实施的关键。但是,长期以来由于缺乏对岸线资源的系统研究和高效管理,不合理的开发导致岸线的生物屏障和保育功能遭到破坏,影响到长江流域生态系统健康及沿岸社会经济可持续发展。文章阐述了岸线资源的战略地位与作用,回顾了20世纪90年代以来长江经济带岸线资源的跟踪研究工作;基于2017—2019年开展的中国科学院科技服务网络计划(STS)重点项目"长江经济带岸线资源调查与评估"成果,解析了长江经济带岸线资源保护与利用现状及存在的问题;最后,提出了推动长江经济带岸线资源科学保护与利用的对策。     

长江中游河湖湿地系统演变与生态修复

长江流域拥有我国最为丰富和独特的生态系统及众多的野生动植物物种;而承东启西的长江中游是全流域湖泊最集中、支流最多的地区。受气候变化和人类活动的双重影响,域内江、河、湖等湿地水文过程及江湖格局发生变化,湿地生态脆弱性加剧,生态系统稳定性受到破坏,湿地生态有退化的趋向,进而影响其生物群落、生态系统结构和功能,综合生态功能下降。同时由于围湖垦殖及湿地农业等方式对自然湿地的利用改造,长江中游构成了自然河湖与人工沟渠、农田镶嵌的复合湿地结构和景观,形成了复杂的自然—人工复合湿地生态系统。高强度开发背景下自然—人工湿地的互动演变机制,考虑不同退化特征的湿地恢复目标与修复路径及变化环境影响下的湿地综合保护策略是长江中游湿地相关研究中的关键问题。以此为基础,阐明气候变化和人类活动对长江中游湿地生态系统的影响,解析湿地退化动因、受损过程与差异性退化机制,提出长江中游湿地生态系统修复目标、路径及综合保护策略,对实现长江中游生态保护和长江经济带高质量绿色发展具有重要意义。     

长江经济带产业竞争力评价——基于主成分分析

产业发展是区域经济发展的核心内容,提升产业竞争力水平对于加快区域经济发展具有重要意义。通过构建产业竞争力评价指标体系,利用主成分分析法评价了长江经济带11个省市的产业竞争力状况,研究显示:2017年长江经济带的产业竞争力综合得分差距较大,江苏综合得分最高,达到1.03;贵州综合得分最低,仅有-0.77;影响沿线各省市的产业竞争力因素中,主导因子差异明显;长江经济带产业竞争力的空间分布总体趋同于我国东、中、西三大经济带的分布,但也表现出一定的差别,西部地区四川的产业竞争力超过湖南、安徽等中部地区的省份,重庆的产业竞争力超过江西,并从4个方面提出了建议。     

中国湖泊生态环境变化与保护对策

湖泊是地表水资源的重要载体，同时也是“山水林田湖草沙”生命共同体的重要组成部分，承担着重要的生态系统服务功能。文章主要基于中国科学院南京地理与湖泊研究所开展的全国性湖泊调查和典型湖泊长期监测获取的第一手数据，重点阐述了我国五大湖区典型湖泊的生态环境状况，系统呈现了中国湖泊生态环境总体状况与保护成效；在此基础上分析了我国湖泊生态环境面临的问题与挑战，提出了我国湖泊生态环境的保护对策与建议，以期推动我国湖泊生态环境保护与修复治理工作，保障湖泊与流域水安全，支撑湖泊流域区域可持续发展。     

我国湖泊资源环境现状与对策

我国湖泊众多、分布广泛 ,然而 ,由于地理分布及湖泊性质的不均衡性 ,可利用的淡水资源有限。特别是近年来随着经济的高速发展 ,在人类活动的强烈干预下 ,湖泊资源退化、环境恶化 ,致使内陆干旱半干旱地区湖水位下降、咸化、干化甚至消亡 ;人口稠密地区湖泊污染与富营养化日益加剧 ,造成严重的水质性缺水 ;湖盆淤积、盲目围垦导致湖泊萎缩 ,洪涝灾害加剧 ;掠夺性的渔业开发严重破坏了生态环境等 ,并已成为制约地区社会经济可持续发展的限制性因素。针对我国湖泊环境保护与治理的主要问题提出了建议     

长江流域水生态调度与长江模拟器研发

长江流域的生态保护和绿色发展,是实现美丽中国生态建设的重要内容。文章首先梳理了长江流域上中下游和典型通江湖泊水生态面临的主要问题,并分析了长江流域现有水生态调度实践所取得的成果及其不足;其次概述了近5年来长江模拟器研发的进展,以及长江模拟器在干流河道和通江湖泊水生态调度方面的初步设计;通过长江模拟器进行的干流河道和通江湖泊水文-水动力-水生态耦合模拟实践,初步获得了满足干流典型河段水生态需求的三峡水库生态调度优化方案;最后对长江流域水生态调度的方向和进一步发展长江模拟器提出了建议。     

吞吐型湖泊最小生态需水研究

湖泊最小生态需水是协调社会经济用水和湖泊生态用水关系的核心.本文研究了湖泊最小生态需水的理论和计算方法.根据水文循环原理,吞吐型湖泊生态需水由入湖生态需水、湖区生态需水和出湖生态需水3部分组成.湖区最小生态需水分为湖泊最低生态水位、湖区最小生态耗水两个方面.入湖最小生态需水是为了满足湖区和出湖最小生态需水而必须对湖泊补充的水分.湖区最小生态需水是为了维持湖泊最低生态水位而必须保留和消耗的水分.出湖最小生态需水不仅要满足湖泊自身水量更新的需求,而且要满足下游河道的生态需水.根据河流连续体原理,用湖泊出口河道的最小生态需水作为湖泊出湖最小生态需水.提出湖泊最小生态需水计算模型.湖泊最小生态需水的各个部分均有其不同的生态作用,其中某个部分的变化都会对湖泊生态系统产生影响.     

黄河三角洲高效生态经济区生态变化、问题与对策

对黄河三角洲生态变化的综合监测与评估,是准确认识三角洲区域生态状况,加强生态环境保护与监管的基础。本文基于多源卫星遥感和地面观测数据,监测黄河三角洲高效生态经济区近30年生态空间和植被长势状况变化,识别区域生态状况基本特征,定量分析区域湿地资源、岸线资源和水沙资源的变化情况;进而结合国家和地方采取的一系列生态保护恢复措施,讨论区域的保护成效,辨识黄河三角洲存在的主要生态问题,提出对策建议。结果表明：①1990—2018年间,黄河三角洲高效生态经济区受城镇空间和农业空间挤占,生态空间面积减少量约为1990年生态空间面积的7.6%,并且沿海及城镇聚集区域周边植被长势有所降低。以坑塘为主的人工湿地面积比例增加了18.1%,人工岸线增加了27.1%,自然湿地资源和自然岸线资源丧失明显。其中,2010—2018年间生态空间被挤占速度有所放缓,各类生态保护规划和工程措施积极作用也逐渐显现,人工湿地面积和人工岸线长度的增速均明显减缓,区域生态保护成效逐渐体现出来。②20世纪50年代以来,黄河水沙条件发生剧烈改变,进入黄河三角洲的水沙资源日趋减少,河口三角洲原生湿地生态补水需求,以及新生湿地面临的蚀退威胁仍然比较严峻。因此,加强区域湿地资源保护修复,优化生态保护空间布局,强化生态空间管控,是提高黄河三角洲生物多样性,促进区域高质量发展的必要手段。     

干旱区绿洲湿地空间分布及生态系统服务价值变化——以三大典型内陆河流域为例

湿地在维系干旱区绿洲生态系统结构、功能以及水文循环方面发挥着重要作用。对绿洲湿地的综合监测与评估,是准确认识湿地保护政策成效、加强湿地生态环境恢复与保护的基础。本文利用1975—2015年多时段遥感影像解译数据和效益转移法,定量分析了2000年湿地保护政策实施前后近40年塔里木河干流上游、黑河中游和石羊河中下游等典型绿洲湿地空间格局及其生态系统服务价值变化特征。结果表明：①2000年之前,由于绿洲湿地被肆意开垦,导致绿洲湿地面积均大幅减少且湿地景观逐渐破碎化,损失了较多湿地生态效益。2000年之后,在湿地保护政策实施下,塔里木河干流上游和黑河中游绿洲湿地面积及其生态效益均取得较好的恢复成效,湿地破坏较为严重的石羊河中下游绿洲,其湿地保护与恢复工作有待进一步加强。②湿地生态系统服务总价值主要来源于调节服务功能（占比74%~81%）。③湿地所占绿洲面积非常小,但对绿洲总生态系统服务价值变化的贡献率较大。因此,湿地的保护与恢复对绿洲生态系统稳定性、提升生态系统服务价值至关重要。     

中国湖泊微生物组研究

我国湖泊数量大、分布广、类型多,被认为是世界上湖泊生态类型最为丰富的国家之一。多样化的湖泊环境孕育了丰富的微生物多样性和资源,但迄今人们对其结构和功能尚知之甚少。通过大规模的湖泊微生物组分析和比较基因组研究,可揭示我国湖泊微生物多样性的分布规律、形成机理和维持机制,阐明典型湖泊微生物功能基因的组成,探索极端环境条件下湖泊微生物的适应机制,发现新的微生物功能和代谢途径,并通过比较不同环境条件下驱动地球元素循环的微生物功能基因组、环境转录组成和蛋白组,揭示微生物驱动湖泊生态系统中关键元素循环的过程、机制及其环境调控机理。这些研究结果的获得,将不仅有助于深入了解湖泊生态系统结构与功能,促进地球科学与生物学间的交叉与融合,推动学科持续发展,而且将为我国湖泊微生物资源的保护与可持续利用及湖泊生态环境的治理与保护提供科技支撑。     

浅水湖泊物理-生态过程模拟平台（湖泊模拟平台）

湖泊是我国地表水资源库和山水林田湖草生命共同体的重要组成。湖泊生态系统相对封闭,结构与功能较为清晰,生物与环境相互作用紧密,是开展生态学理论与实践研究的优良场地。湖泊生态学研究的主要方法有野外观测、受控实验及数值模拟。而浅水湖泊环境容量小,湖泊生态系统对环境变化敏感。比如,风浪等物理过程能显著引起湖泊沉积物悬浮和内源营养盐释放,影响上覆水光环境,进而影响浮游植物生长乃至整个湖泊生态系统结构与功能。受制于野外受控实验系统的条件限制,目前我国湖沼学实验大多停留在数立方米体积的水池试验和条件较难控制的湖体中试,大尺度受控模拟试验装置缺乏,重要湖沼学过程和关键条件参数获取困难。在中国科学院野外站网络重点科技基础设施建设项目的支持下,中国科学院太湖湖泊生态系统研究站在我国第三大淡水湖——太湖建成了浅水湖泊物理-生态过程模拟平台,以高仿真湖泊物理模型实验平台为核心,配套大型生态实验平台与数值模拟平台,可以开展波浪、湖流、河道脉冲式输入等湖泊物理过程影响下的湖体污染物迁移转化过程、生物生理与生态系统响应过程,以及水体鱼类、高等水生植物、浮游藻类、底栖生物等生态系统模拟试验。利用模拟平台开展了重要水体生态过程研究、工程技术参数确定,极大增加了野外站受控实验能力和数值模型参数精度,提升了支撑国家生态修复与管理需求、国际湖沼学理论前沿探索的能力。     

长期生态学研究为滨海湿地保护提供科技支撑

滨海湿地具有较高的生物多样性,是重要经济鱼类资源的产卵场、索饵场和越冬场,也为湿地鸟类提供食物和栖息环境,是地球上生态系统服务价值最高的生态系统类型。同时,滨海湿地也是人类活动最为集中的地区之一,已成为全球变化的生态脆弱带和环境变化敏感区。中国科学院黄河三角洲滨海湿地生态试验站(以下简称"黄河三角洲站")围绕我国滨海和河口湿地环境保护与生态建设国家战略科技需求,致力于滨海湿地生态环境保护与可持续发展,以陆-海相互作用过程、湿地保护与可持续利用为主线,基于长期定位监测和野外控制试验,量化了滨海湿地生态系统碳汇现状、规律及其驱动机制,明确了水文过程与水盐运移对滨海湿地碳循环过程的影响;揭示了滨海湿地生态系统结构与功能对气候变化和人类活动的响应与适应规律;构建了退化滨海湿地生态修复技术体系,提出了"健康滨海湿地"理论与技术模式,研发了滨海湿地生态修复关键技术,实现滨海湿地保护与利用的协同发展,丰富和发展具有区域特色的滨海湿地生态学。这些研究成果不仅为黄河三角洲湿地生态保护与修复提供基础数据、科学依据和关键技术,弥补了我国特别是北方河口三角洲湿地长期观测研究的不足,也使得黄河三角洲站成为国内外无可替代的滨海湿地生态系统科学研究基地,为提升我国滨海与河口湿地研究的理论水平和促进区域可持续发展提供重要科技支撑平台。     

青藏高原生态安全屏障状况与保护对策

青藏高原是我国乃至亚洲的重要生态安全屏障区和全球生物多样性保护的热点地区，保障生态安全是青藏高原生态保护的核心任务。青藏高原物种丰富但受威胁物种多。近15年来青藏高原生态安全屏障生态系统格局稳定，生态系统质量整体趋好，水源涵养、土壤保持和防风固沙服务均得以提升，生态退化趋势得到遏制，自然保护地建设和生态保护建设工程对提升生态屏障功能发挥了关键作用。然而，受气候暖湿化和人类活动影响，青藏高原生态安全屏障仍然面临退化草地面积大，以及冻土面积萎缩、沼泽湿地减少、部分生物栖息地退化、外来物种入侵、局部生态系统退化等生态风险。为了进一步保护青藏高原生态安全屏障功能，建议优化调整自然保护地空间格局，建立以国家公园群为主体的自然保护地体系和加快实施青藏高原生态安全屏障保护修复工程。