劉 震，趙鐘楠，張 越，李原園，張海濱

(1.水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計總院，北京 100120； 2.南京水利科學(xué)研究院，南京 210029)

1 研究背景

湖泊是地球表面可被人類直接利用的重要淡水資源儲存庫，具有調(diào)節(jié)河川徑流、改善生態(tài)環(huán)境、提供飲用水源、繁衍水生生物等多種功能，在維護(hù)區(qū)域生態(tài)與環(huán)境安全、實現(xiàn)人類可持續(xù)發(fā)展等方面具有十分重要的地位[1]。我國是世界上湖泊數(shù)量和類型最多的國家之一，受氣候變化和人類活動影響，多年來湖泊數(shù)量和形態(tài)均發(fā)生了較大變化，出現(xiàn)了湖泊干涸與萎縮、水質(zhì)變差等一系列問題，嚴(yán)重威脅我國水安全和生態(tài)安全。摸清我國不同區(qū)域湖泊數(shù)量、分布演變情況和成因，是國家因地制宜開展湖泊生態(tài)保護(hù)治理修復(fù)的重要基礎(chǔ)性工作，在新發(fā)展階段對推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)具有重要意義。

近年來，不少學(xué)者針對湖泊的演變規(guī)律及其影響因素開展了大量深入的研究，吳陽等[2]利用Landsat系列衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，采用目視解譯的遙感成圖方法，分別對云南省九大高原湖泊水域面積進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行湖泊時空演變影響因素分析；喻慶國等[3]系統(tǒng)分析了1955—2012年4個高原湖泊面積和形狀的時空演變規(guī)律及其驅(qū)動因子；楊柯等[4]、于海龍[5]、張運林等[6]分別對近40 a來武漢都市發(fā)展區(qū)、湖北省和長江中下游湖泊的演變過程和影響因素進(jìn)行了研究；朱立平等[7]揭示了青藏高原最近40 a湖泊變化的主要表現(xiàn)與發(fā)展趨勢；劉佳麗等[8]分析近25 a西藏湖泊的時空分布及變化特征，并結(jié)合氣候因素與人為因素變化特征分析湖泊變化的主要驅(qū)動力；余姝辰等[9]利用清光緒二十二年以來17個時段的多種歷史地圖和航天航空遙感數(shù)據(jù)，對洞庭湖區(qū)通江湖泊的時空演變進(jìn)行了分析研究；謝啟姣等[10]通過遙感數(shù)據(jù)，分析研究了1987—2016年武漢城市湖泊時空演變及其生態(tài)服務(wù)價值響應(yīng)；此外還有不少學(xué)者分別對瑪納斯湖[11]、紅堿淖[12]、白洋淀等[13]單個湖泊的時空演變特征及驅(qū)動因子進(jìn)行了分析研究。但總體來看，已有研究大多針對某個或某區(qū)域內(nèi)湖泊的演變規(guī)律及其影響因素進(jìn)行分析，從全國層面對湖泊分布特征、演變趨勢及成因進(jìn)行的研究還相對缺乏，無法滿足從宏觀層面指導(dǎo)國家湖泊生態(tài)保護(hù)修復(fù)治理相關(guān)政策、標(biāo)準(zhǔn)、方案制定的需求。

本研究基于《中國湖泊志》[14]、歷次水資源調(diào)查評價[15]、第一次全國水利普查[16]等有關(guān)成果，以我國常水位情況下水面面積10 km2及以上的天然湖泊為研究重點，分析主要湖泊分布特征，揭示1956—1979年、1980—2000年、2001—2016年3個時間系列內(nèi)的湖泊演變趨勢，探討不同區(qū)域湖泊演變成因，以期從宏觀層面為我國湖泊生態(tài)保護(hù)治理修復(fù)提供參考依據(jù)。

2 湖泊分布特征

我國的湖泊數(shù)量眾多、類型多樣。根據(jù)第一次全國水利普查成果[16]，常水位情況下，全國水面面積1 km2及以上天然湖泊有2 865個，總面積約8萬km2。從數(shù)量分級情況看(F表示湖泊面積)，隨著湖泊面積增大，數(shù)量分布呈遞減趨勢；其中，1 km2≤F<10 km2的湖泊數(shù)量最多，為2 169個，占比76%；F≥1 000 km2的湖泊數(shù)量最少，為10個，占比不到1%。本研究基于最新水資源調(diào)查評價成果，重點對我國常水位情況下水面面積10 km2及以上的天然湖泊進(jìn)行分析。我國常水位情況下水面面積10 km2及以上的天然湖泊共720個，總面積約7.3萬km2。根據(jù)自然地理區(qū)域的分異，以及湖泊資源開發(fā)利用和湖泊環(huán)境治理的區(qū)域特色，我國湖泊劃分為5個地理分布區(qū)[1,12]，即東北湖區(qū)、蒙新湖區(qū)、青藏高原湖區(qū)、云貴湖區(qū)、東部湖區(qū)。東部湖區(qū)主要指長江及淮河中下游平原、黃河及海河下游平原及大運河沿岸等地區(qū)；東北湖區(qū)主要指黑龍江、吉林和遼寧；云貴湖區(qū)主要指云南、貴州、四川和重慶；蒙新湖區(qū)主要指內(nèi)蒙古、陜西、山西、甘肅和新疆；青藏高原湖區(qū)主要是指青海和西藏。從五大湖區(qū)分布來看，常水位情況下水面面積10 km2及以上的天然湖泊主要分布在青藏高原湖區(qū)和東部湖區(qū)，其中青藏高原湖區(qū)的湖泊數(shù)量最多、面積最大，分別為423個、4.1萬km2，占全國的59%、56%；東北湖區(qū)的湖泊數(shù)量最少、面積最小，分別為55個、0.4萬km2，占全國的8%和5%。從全國10個水資源一級區(qū)來看，主要集中分布在西北諸河區(qū)和長江區(qū)，其中西北諸河區(qū)的湖泊數(shù)量最多、面積最大，分別為375個、3.9萬km2，占全國的52%、53%。五大湖區(qū)和水資源一級區(qū)10 km2及以上的湖泊分布情況分別見圖1。

圖1 五大湖區(qū)和水資源一級區(qū)常水位情況下水面面積10 km2及以上的湖泊分布

3 湖泊演變趨勢

對1956—1979年、1980—2000年、2001—2016年3個時段我國主要湖泊演變趨勢進(jìn)行分析，各時段湖泊面積指該時段常水位情況下湖泊面積的逐年加和平均值。1956—1979年時段至1980—2000年時段，我國湖泊萎縮趨勢比較明顯，常水位情況下水面面積10 km2及以上的湖泊中，有142個湖泊發(fā)生萎縮，萎縮面積為9 491 km2；有74個湖泊面積增加，增加面積為1 625 km2。從五大湖區(qū)來看，湖泊萎縮現(xiàn)象主要集中東部湖區(qū)，發(fā)生萎縮湖泊84個，萎縮面積7 583 km2，占總萎縮面積的80%；湖泊面積增加情況主要集中在東北湖區(qū)，面積增加湖泊個數(shù)為50個，增加面積911 km2，占總增加面積的56%。從水資源一級區(qū)來看，長江區(qū)和西北諸河區(qū)湖泊萎縮最嚴(yán)重，長江區(qū)有79個湖泊發(fā)生萎縮，萎縮面積占總萎縮面積的62%，西北諸河區(qū)有26個湖泊發(fā)生萎縮，萎縮面積占總萎縮面積的12%；松花江區(qū)湖泊面積增加最多，有56個湖泊面積增加，增加面積占總增加面積的88%。

1980—2000年時段至2001—2016年時段，我國湖泊萎縮趨勢得到逐步扭轉(zhuǎn)，常水位情況下水面面積10 km2及以上的湖泊中，有243個湖泊發(fā)生萎縮，萎縮面積為3 325 km2；有385個湖泊面積增加，增加面積為5 905 km2。從五大湖區(qū)來看，湖泊萎縮現(xiàn)象主要集中東部湖區(qū)，發(fā)生萎縮湖泊個數(shù)93個，萎縮面積1 720 km2，占總萎縮面積的51%；湖泊面積增加情況主要集中在青藏高原湖區(qū)，面積增加湖泊個數(shù)287個，增加面積4 297 km2，占總增加面積的73%。從水資源一級區(qū)來看，長江區(qū)和西北諸河區(qū)湖泊萎縮最嚴(yán)重，長江區(qū)有84個湖泊發(fā)生萎縮，萎縮面積占全國湖泊萎縮面積的39%，西北諸河區(qū)有82個湖泊發(fā)生萎縮，萎縮面積占全國的30%；西北諸河區(qū)湖泊面積增加最多，有272個湖泊面積增加，增加面積占全國湖泊增加面積的76%。

從1956—1979年、1980—2000年、2001—2016年3個時間系列的湖泊演變趨勢來看，1956—1979年時段至1980—2000年時段我國萎縮湖泊數(shù)量比1980—2000年時段至2001—2016年時段減少約100個，但萎縮總面積增加6 100 km2左右，表明我國湖泊萎縮態(tài)勢由部分湖泊大面積萎縮向眾多中小湖泊小面積萎縮轉(zhuǎn)變；1980—2000年時段至2001—2016年時段我國面積增加湖泊數(shù)量和面積分別為1956—1979年時段至1980—2000年時段的5倍和4倍左右，面積增加的湖泊分布從2000年之前的以東北地區(qū)為主逐漸向2000年之后的西南和東部地區(qū)為主轉(zhuǎn)變。不同時段五大湖區(qū)和10個水資源一級區(qū)湖泊演變情況見圖2，其中A時段為1956—1979年時段至1980—2000年時段，B時段為1980—2000年時段至2001—2016年時段。

圖2 不同時段五大湖區(qū)和水資源一級區(qū)湖泊演變情況

4 演變成因分析

湖泊面積演變受地質(zhì)構(gòu)造運動、氣候變化、人類活動等因素共同影響。1956年以來，氣候變化和人類活動是導(dǎo)致中國主要湖泊面積變化的主導(dǎo)因素，但不同區(qū)域的氣候變化和人類活動對湖泊面積變化的影響程度和方式有所不同。

1956—1979年時段至1980—2000年時段，我國湖泊萎縮趨勢比較明顯。從湖泊萎縮原因看，東部湖區(qū)主要受泥沙淤積、圍湖造田、建設(shè)水利工程等影響，如長江中下游平原的鄱陽湖和洞庭湖，由于長期泥沙淤積和20世紀(jì)50—70年代大規(guī)模圍湖造田，鄱陽湖面積從5 190 km2減小至3 750 km2，洞庭湖面積從4 350 km2減小至2 625 km2；江漢平原四湖地區(qū)由于圍湖造田，湖泊水面急劇縮減，許多小湖泊湖水被排干，大中湖泊被隔堤分解，湖濱的沼澤濕地和部分水面被圍墾，湖區(qū)內(nèi)湖泊面積從2 000 km2減小至760 km2；華北平原地區(qū)湖泊面積萎縮水資源過度開發(fā)利用、泥沙淤積、圍湖造田的共同影響，如白洋淀平均入淀水量從18.27億m3急劇減少至不足2億m3，共計有20 a出現(xiàn)干淀現(xiàn)象。青藏高原湖區(qū)受氣候變化影響，作為隔水層的凍土層融化，部分湖泊入湖水量減少；東北湖區(qū)、蒙新湖區(qū)水土資源的過度開發(fā)利用和降水明顯減少導(dǎo)致入湖水量減少，如黑龍江三江平原等地大規(guī)模的農(nóng)業(yè)開發(fā)，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)用水量增加，奪取湖泊補水水源，興凱湖、烏蘭諾爾、波羅泡、大廟泡子等入湖水量減少，湖泊水面面積萎縮；受氣候變化導(dǎo)致入湖徑流量減少影響，青海湖面積從4 568 km2減少至4 237 km2。云貴高原湖區(qū)湖泊為高原型淡水湖，該區(qū)域湖泊萎縮情況總體不嚴(yán)重，湖泊面積變化主要受氣候變化影響，但也有部分湖泊由于湖區(qū)圍墾和水資源不合理開發(fā)利用等因素導(dǎo)致萎縮，如草海和異龍湖面積分別萎縮20 km2和22 km2。

1980—2000年時段至2001—2016年時段，我國湖泊萎縮趨勢得到逐步扭轉(zhuǎn)，特別是黨的十八大以來，隨著生態(tài)文明建設(shè)的推進(jìn)，我國湖泊生態(tài)狀況持續(xù)向好。主要原因：一是天然來水增加[17]，如青藏高原湖泊群，受氣候變化等影響，冰川融化，水源補給增加導(dǎo)致湖泊面積擴(kuò)大，如多爾改錯從187.2 km2增加到198.9 km2，主要是入湖徑流偏豐造成的。二是水量調(diào)度加強(qiáng)，如蒙新湖區(qū)的東西居延海，20世紀(jì)60年代相繼干涸，實施黑河水量統(tǒng)一調(diào)度后，沿河綠洲和水面開始逐步恢復(fù)，東居延海水域面積常年保持在36 km2以上，西居延海過水面積最大達(dá)130 km2；東北湖區(qū)的查干湖、連環(huán)湖、月亮泡等湖泊，通過實施水系連通和水量優(yōu)化調(diào)度，面積逐步恢復(fù)。三是生態(tài)補水實施，2018年華北地區(qū)實施河湖生態(tài)補水以來，湖泊面積得到恢復(fù)，截至2020年，白洋淀、南大港、衡水湖等7個湖泊水面面積增加291 km2。四是生態(tài)空間恢復(fù)，如長江中下游平原湖泊和云貴高原湖泊，在生態(tài)文明建設(shè)戰(zhàn)略要求下，各地方積極實施退田退圩還湖，有效遏制湖泊侵占情況，逐步恢復(fù)湖泊生態(tài)空間，如湖北省累積退田還湖面積>17 km2，湖泊萎縮趨勢基本遏止。

5 結(jié) 論

(1)我國湖泊眾多，分布廣泛，常水位情況下水面面積10 km2及以上的湖泊主要分布在青藏高原湖區(qū)和東部湖區(qū)，其中青藏高原湖區(qū)湖泊數(shù)量最多、面積最大。

(2)60 a來，我國主要湖泊演變趨勢發(fā)生較大變化。1956—1979年時段至1980—2000年時段，湖泊面積萎縮9 491 km2，湖泊面積增加1 625 km2，湖泊萎縮趨勢比較明顯；1980—2000年時段至2001—2016年時段，湖泊萎縮面積3 325 km2，湖泊面積增加5 905 km2，主要在青藏高原湖區(qū)，湖泊萎縮趨勢得到逐步扭轉(zhuǎn)，特別是黨的十八大以來，湖泊生態(tài)狀況持續(xù)向好。

(3)以2000年為分界點，我國主要湖泊萎縮態(tài)勢由部分湖泊大面積萎縮向眾多中小湖泊小面積萎縮轉(zhuǎn)變；面積增加的湖泊數(shù)量和面積分別為2000年以前的5倍和4倍左右，湖泊分布從以東北地區(qū)為主逐漸向以西南和東部地區(qū)為主轉(zhuǎn)變。

(4)泥沙淤積、圍湖造田、水土資源開發(fā)利用過度等因素是導(dǎo)致我國湖泊萎縮的主要影響因素；天然來水增加、水量統(tǒng)一調(diào)度、生態(tài)補水實施、生態(tài)空間恢復(fù)等因素是2000年之后我國湖泊空間恢復(fù)的主要原因。