中国主要湖泊演变趋势及成因分析

刘 震，赵钟楠，张 越，李原园，张海滨

(1.水利部水利水电规划设计总院，北京 100120； 2.南京水利科学研究院，南京 210029)

1 研究背景

湖泊是地球表面可被人类直接利用的重要淡水资源储存库，具有调节河川径流、改善生态环境、提供饮用水源、繁衍水生生物等多种功能，在维护区域生态与环境安全、实现人类可持续发展等方面具有十分重要的地位[1]。我国是世界上湖泊数量和类型最多的国家之一，受气候变化和人类活动影响，多年来湖泊数量和形态均发生了较大变化，出现了湖泊干涸与萎缩、水质变差等一系列问题，严重威胁我国水安全和生态安全。摸清我国不同区域湖泊数量、分布演变情况和成因，是国家因地制宜开展湖泊生态保护治理修复的重要基础性工作，在新发展阶段对推进生态文明建设具有重要意义。

近年来，不少学者针对湖泊的演变规律及其影响因素开展了大量深入的研究，吴阳等[2]利用Landsat系列卫星遥感数据，采用目视解译的遥感成图方法，分别对云南省九大高原湖泊水域面积进行动态监测，并根据监测结果进行湖泊时空演变影响因素分析；喻庆国等[3]系统分析了1955—2012年4个高原湖泊面积和形状的时空演变规律及其驱动因子；杨柯等[4]、于海龙[5]、张运林等[6]分别对近40 a来武汉都市发展区、湖北省和长江中下游湖泊的演变过程和影响因素进行了研究；朱立平等[7]揭示了青藏高原最近40 a湖泊变化的主要表现与发展趋势；刘佳丽等[8]分析近25 a西藏湖泊的时空分布及变化特征，并结合气候因素与人为因素变化特征分析湖泊变化的主要驱动力；余姝辰等[9]利用清光绪二十二年以来17个时段的多种历史地图和航天航空遥感数据，对洞庭湖区通江湖泊的时空演变进行了分析研究；谢启姣等[10]通过遥感数据，分析研究了1987—2016年武汉城市湖泊时空演变及其生态服务价值响应；此外还有不少学者分别对玛纳斯湖[11]、红碱淖[12]、白洋淀等[13]单个湖泊的时空演变特征及驱动因子进行了分析研究。但总体来看，已有研究大多针对某个或某区域内湖泊的演变规律及其影响因素进行分析，从全国层面对湖泊分布特征、演变趋势及成因进行的研究还相对缺乏，无法满足从宏观层面指导国家湖泊生态保护修复治理相关政策、标准、方案制定的需求。

本研究基于《中国湖泊志》[14]、历次水资源调查评价[15]、第一次全国水利普查[16]等有关成果，以我国常水位情况下水面面积10 km2及以上的天然湖泊为研究重点，分析主要湖泊分布特征，揭示1956—1979年、1980—2000年、2001—2016年3个时间系列内的湖泊演变趋势，探讨不同区域湖泊演变成因，以期从宏观层面为我国湖泊生态保护治理修复提供参考依据。

2 湖泊分布特征

我国的湖泊数量众多、类型多样。根据第一次全国水利普查成果[16]，常水位情况下，全国水面面积1 km2及以上天然湖泊有2 865个，总面积约8万km2。从数量分级情况看(F表示湖泊面积)，随着湖泊面积增大，数量分布呈递减趋势；其中，1 km2≤F<10 km2的湖泊数量最多，为2 169个，占比76%；F≥1 000 km2的湖泊数量最少，为10个，占比不到1%。本研究基于最新水资源调查评价成果，重点对我国常水位情况下水面面积10 km2及以上的天然湖泊进行分析。我国常水位情况下水面面积10 km2及以上的天然湖泊共720个，总面积约7.3万km2。根据自然地理区域的分异，以及湖泊资源开发利用和湖泊环境治理的区域特色，我国湖泊划分为5个地理分布区[1,12]，即东北湖区、蒙新湖区、青藏高原湖区、云贵湖区、东部湖区。东部湖区主要指长江及淮河中下游平原、黄河及海河下游平原及大运河沿岸等地区；东北湖区主要指黑龙江、吉林和辽宁；云贵湖区主要指云南、贵州、四川和重庆；蒙新湖区主要指内蒙古、陕西、山西、甘肃和新疆；青藏高原湖区主要是指青海和西藏。从五大湖区分布来看，常水位情况下水面面积10 km2及以上的天然湖泊主要分布在青藏高原湖区和东部湖区，其中青藏高原湖区的湖泊数量最多、面积最大，分别为423个、4.1万km2，占全国的59%、56%；东北湖区的湖泊数量最少、面积最小，分别为55个、0.4万km2，占全国的8%和5%。从全国10个水资源一级区来看，主要集中分布在西北诸河区和长江区，其中西北诸河区的湖泊数量最多、面积最大，分别为375个、3.9万km2，占全国的52%、53%。五大湖区和水资源一级区10 km2及以上的湖泊分布情况分别见图1。

图1 五大湖区和水资源一级区常水位情况下水面面积10 km2及以上的湖泊分布

3 湖泊演变趋势

对1956—1979年、1980—2000年、2001—2016年3个时段我国主要湖泊演变趋势进行分析，各时段湖泊面积指该时段常水位情况下湖泊面积的逐年加和平均值。1956—1979年时段至1980—2000年时段，我国湖泊萎缩趋势比较明显，常水位情况下水面面积10 km2及以上的湖泊中，有142个湖泊发生萎缩，萎缩面积为9 491 km2；有74个湖泊面积增加，增加面积为1 625 km2。从五大湖区来看，湖泊萎缩现象主要集中东部湖区，发生萎缩湖泊84个，萎缩面积7 583 km2，占总萎缩面积的80%；湖泊面积增加情况主要集中在东北湖区，面积增加湖泊个数为50个，增加面积911 km2，占总增加面积的56%。从水资源一级区来看，长江区和西北诸河区湖泊萎缩最严重，长江区有79个湖泊发生萎缩，萎缩面积占总萎缩面积的62%，西北诸河区有26个湖泊发生萎缩，萎缩面积占总萎缩面积的12%；松花江区湖泊面积增加最多，有56个湖泊面积增加，增加面积占总增加面积的88%。

1980—2000年时段至2001—2016年时段，我国湖泊萎缩趋势得到逐步扭转，常水位情况下水面面积10 km2及以上的湖泊中，有243个湖泊发生萎缩，萎缩面积为3 325 km2；有385个湖泊面积增加，增加面积为5 905 km2。从五大湖区来看，湖泊萎缩现象主要集中东部湖区，发生萎缩湖泊个数93个，萎缩面积1 720 km2，占总萎缩面积的51%；湖泊面积增加情况主要集中在青藏高原湖区，面积增加湖泊个数287个，增加面积4 297 km2，占总增加面积的73%。从水资源一级区来看，长江区和西北诸河区湖泊萎缩最严重，长江区有84个湖泊发生萎缩，萎缩面积占全国湖泊萎缩面积的39%，西北诸河区有82个湖泊发生萎缩，萎缩面积占全国的30%；西北诸河区湖泊面积增加最多，有272个湖泊面积增加，增加面积占全国湖泊增加面积的76%。

从1956—1979年、1980—2000年、2001—2016年3个时间系列的湖泊演变趋势来看，1956—1979年时段至1980—2000年时段我国萎缩湖泊数量比1980—2000年时段至2001—2016年时段减少约100个，但萎缩总面积增加6 100 km2左右，表明我国湖泊萎缩态势由部分湖泊大面积萎缩向众多中小湖泊小面积萎缩转变；1980—2000年时段至2001—2016年时段我国面积增加湖泊数量和面积分别为1956—1979年时段至1980—2000年时段的5倍和4倍左右，面积增加的湖泊分布从2000年之前的以东北地区为主逐渐向2000年之后的西南和东部地区为主转变。不同时段五大湖区和10个水资源一级区湖泊演变情况见图2，其中A时段为1956—1979年时段至1980—2000年时段，B时段为1980—2000年时段至2001—2016年时段。

图2 不同时段五大湖区和水资源一级区湖泊演变情况

4 演变成因分析

湖泊面积演变受地质构造运动、气候变化、人类活动等因素共同影响。1956年以来，气候变化和人类活动是导致中国主要湖泊面积变化的主导因素，但不同区域的气候变化和人类活动对湖泊面积变化的影响程度和方式有所不同。

1956—1979年时段至1980—2000年时段，我国湖泊萎缩趋势比较明显。从湖泊萎缩原因看，东部湖区主要受泥沙淤积、围湖造田、建设水利工程等影响，如长江中下游平原的鄱阳湖和洞庭湖，由于长期泥沙淤积和20世纪50—70年代大规模围湖造田，鄱阳湖面积从5 190 km2减小至3 750 km2，洞庭湖面积从4 350 km2减小至2 625 km2；江汉平原四湖地区由于围湖造田，湖泊水面急剧缩减，许多小湖泊湖水被排干，大中湖泊被隔堤分解，湖滨的沼泽湿地和部分水面被围垦，湖区内湖泊面积从2 000 km2减小至760 km2；华北平原地区湖泊面积萎缩水资源过度开发利用、泥沙淤积、围湖造田的共同影响，如白洋淀平均入淀水量从18.27亿m3急剧减少至不足2亿m3，共计有20 a出现干淀现象。青藏高原湖区受气候变化影响，作为隔水层的冻土层融化，部分湖泊入湖水量减少；东北湖区、蒙新湖区水土资源的过度开发利用和降水明显减少导致入湖水量减少，如黑龙江三江平原等地大规模的农业开发，导致农业用水量增加，夺取湖泊补水水源，兴凯湖、乌兰诺尔、波罗泡、大庙泡子等入湖水量减少，湖泊水面面积萎缩；受气候变化导致入湖径流量减少影响，青海湖面积从4 568 km2减少至4 237 km2。云贵高原湖区湖泊为高原型淡水湖，该区域湖泊萎缩情况总体不严重，湖泊面积变化主要受气候变化影响，但也有部分湖泊由于湖区围垦和水资源不合理开发利用等因素导致萎缩，如草海和异龙湖面积分别萎缩20 km2和22 km2。

1980—2000年时段至2001—2016年时段，我国湖泊萎缩趋势得到逐步扭转，特别是党的十八大以来，随着生态文明建设的推进，我国湖泊生态状况持续向好。主要原因：一是天然来水增加[17]，如青藏高原湖泊群，受气候变化等影响，冰川融化，水源补给增加导致湖泊面积扩大，如多尔改错从187.2 km2增加到198.9 km2，主要是入湖径流偏丰造成的。二是水量调度加强，如蒙新湖区的东西居延海，20世纪60年代相继干涸，实施黑河水量统一调度后，沿河绿洲和水面开始逐步恢复，东居延海水域面积常年保持在36 km2以上，西居延海过水面积最大达130 km2；东北湖区的查干湖、连环湖、月亮泡等湖泊，通过实施水系连通和水量优化调度，面积逐步恢复。三是生态补水实施，2018年华北地区实施河湖生态补水以来，湖泊面积得到恢复，截至2020年，白洋淀、南大港、衡水湖等7个湖泊水面面积增加291 km2。四是生态空间恢复，如长江中下游平原湖泊和云贵高原湖泊，在生态文明建设战略要求下，各地方积极实施退田退圩还湖，有效遏制湖泊侵占情况，逐步恢复湖泊生态空间，如湖北省累积退田还湖面积>17 km2，湖泊萎缩趋势基本遏止。

5 结 论

(1)我国湖泊众多，分布广泛，常水位情况下水面面积10 km2及以上的湖泊主要分布在青藏高原湖区和东部湖区，其中青藏高原湖区湖泊数量最多、面积最大。

(2)60 a来，我国主要湖泊演变趋势发生较大变化。1956—1979年时段至1980—2000年时段，湖泊面积萎缩9 491 km2，湖泊面积增加1 625 km2，湖泊萎缩趋势比较明显；1980—2000年时段至2001—2016年时段，湖泊萎缩面积3 325 km2，湖泊面积增加5 905 km2，主要在青藏高原湖区，湖泊萎缩趋势得到逐步扭转，特别是党的十八大以来，湖泊生态状况持续向好。

(3)以2000年为分界点，我国主要湖泊萎缩态势由部分湖泊大面积萎缩向众多中小湖泊小面积萎缩转变；面积增加的湖泊数量和面积分别为2000年以前的5倍和4倍左右，湖泊分布从以东北地区为主逐渐向以西南和东部地区为主转变。

(4)泥沙淤积、围湖造田、水土资源开发利用过度等因素是导致我国湖泊萎缩的主要影响因素；天然来水增加、水量统一调度、生态补水实施、生态空间恢复等因素是2000年之后我国湖泊空间恢复的主要原因。