新疆尾闾湖泊生态环境保护与修复措施的实践和探讨

李江，岳春芳

(1.新疆水利水电规划设计管理局，乌鲁木齐 830000；2.新疆寒旱区水资源与生态水利工程研究中心，乌鲁木齐 830000；3.新疆农业大学水利与土木工程学院，乌鲁木齐 830052)

湖泊作为干旱区水资源的重要载体，维系着脆弱生态系统的平衡及人类经济社会发展的需求，是干旱区山水林田湖草沙冰系统中水分循环的重要组成部分[1]。干旱区湖泊的演化反映了流域水资源量的变化。新疆干旱少雨、蒸发强烈的自然气候特征，使之长期处于水资源紧缺的制约环境中。湖泊作为天然水库和生态屏障，对协调新疆水资源时空平衡，维护地区生态健康，优化人类生活环境具有举足轻重的作用。湖泊生态环境治理与保护，成为保障新疆“社会—经济—资源—生态”协调发展的关键任务[2]。

新疆湖泊的类型多样，分布广泛，天山南北有断层湖、冰川湖、堰塞湖、风蚀湖、河成湖等，分布于高山、盆地、森林、草原、沙漠之中[3]。遥感普查数据显示，我国面积大于1km2的自然湖泊共有2693个(不包括干盐湖)，其总面积为81414.56km2，约占全国国土面积的0.85%，其中新疆区域内有108 个，水域面积约6236.44km2，仅次于西藏、青海、江苏，居全国第4 位[4]。依据自然分布特征，可将新疆主要湖泊划分为高山型和尾闾型。

新疆的高山湖泊处于海拔较高的山间盆地，在昆仑山—喀喇昆仑山—帕米尔高原、天山和阿尔泰山三大高山区域，分布着数量众多的冰川湖泊、高山封闭湖和吞吐型湖泊，如喀纳斯湖、巴里坤湖、赛里木湖等[5]。由于山地降水丰沛且直接受冰雪融水补给，多为淡水湖泊，且较为稳定，大多数都被划归到自然保护区，以旅游功能为主。

新疆主要尾闾湖都发育于山地—盆地体系的盆地底部构造区域，一般处于荒漠平原地区，降水量少而蒸发量大。新疆主要低地荒漠尾闾湖概况见表1。低地荒漠中的尾闾湖都是微咸水湖、咸水湖或盐水湖(矿化度>35g/L)，湖水主要由源于山地的河流补给，随着前期经济社会发展，山区径流在中下游的人工绿洲被大量挤占，天然绿洲及“河湖结构”组成的天然水系萎缩，湖泊物理、化学特性时空格局发生显著变化，典型的有乌伦古湖、玛纳斯湖、艾比湖、柴窝堡湖、艾丁湖、台特玛湖、博斯腾湖等。

表1 新疆主要低地荒漠尾闾湖概况

随着国家的经济发展，我国也已进入“有条件有能力解决生态环境突出问题的窗口期”。新疆尾闾湖泊水生态问题存量大、增量多，亟待根据不同湖泊的功能特点和生态情况开展生态保护和修复研究。尾闾湖泊生态修复涉及内涵特征、目标内容、修复路径、技术选择等多个方面，且部分湖泊已经开展阶段性修复工作，取得了一定成效。本研究对其进行梳理，以期为新疆尾闾湖泊生态环境保护与修复提供一定的理论与实践支撑。

1 新疆尾闾湖泊存在的主要问题

由于自然演变以及人类活动方式和强度的影响，新疆不同地区湖泊演变方式和面临的问题表现出明显的阶段性、复杂性和区域分异性，但总体上新疆尾闾湖泊主要面临三大问题。

1.1 湖泊数量和面积显著减少，蓄水能力下降

同第一次全国湖泊调查结果相比，近30 年来，全国共有243 个面积大于1km2的湖泊消失。其中，新疆消失湖泊数量多、面积大，共计消失湖泊62 个，消失面积6952.8km2，分别约占同期全国消失湖泊总数和消失面积的25.5%和87.1%。全国消失面积超过100km2的5 个湖泊(曲曲克苏湖、青格力克湖、加依多拜湖、乌尊布拉克湖和罗布泊)均分布在新疆[6]。除湖泊消失外，新疆主要尾闾湖泊水量和面积在不同时段萎缩与扩张交替变化，总体呈萎缩态势。

(1)乌伦古湖:20 世纪50 年代以前，其湖面面积为840.5km2，1959 年减少为827km2，1995 年以后面积维持在770km2左右[7]。

(2)艾比湖:20 世纪50—70 年代，其湖面面积从1200km2缩小至522km2，在1989—2013 年，其湖面面积虽然有阶段性增加的时期，但是整体上处于负增长的态势，目前基本上维持在500km2左右[8]。

(3)艾丁湖:1909 年，其水面面积230km2，20 世纪50 年代初，其湖面缩小至近152km2，艾丁湖从20 世纪50 年代后多次干涸，2010 年仅剩0.5km2，到2016 年1 月已基本干涸[9]。

(4)柴窝堡湖:1964—2004 年，其湖水面积年平均值在29.5km2上下波动，近年来湖水面积出现极度不稳定现象，从2010 年的0.958km2变为2014 年的22.510km2[10]。

(5)博斯腾湖:20 世纪50 年代以来，其面积经历了“缩小—扩大—再缩小”的变化过程。从1978—2015 年间，湖泊总面积减少了约39.57km2[11]。

(6)罗布泊:其历史最大面积达5200km2，1931 年，湖泊面积为1900km2，1962 年为660km2，至20 世纪70 年代初则完全消亡。

(7)玛纳斯湖:1957 年，湖泊面积约550km2，至20 世纪60 年代后期干涸，后经历多次输水湖泊面积有所恢复[12]。

(8)台特玛湖:塔里木河台特玛尾闾湖经过抢救式修复和20 年的连续生态输水，已经形成了较为可观的湖面，湖面最大面积已超过500km2。

1.2 湖泊水质普遍下降，矿化度总体上升

湖水咸化是我国西部干旱半干旱地区湖泊水质面临的主要问题。数据调查结果显示，新疆的主要湖泊除玛纳斯湖以外，均已处于咸水湖和盐水湖阶段。水体快速咸化不仅成为湖泊水质快速下降的共性特征，伴随着湖泊营养盐浓度的升高，湖泊污染也呈显著加重趋势。博斯腾湖和乌伦古湖水质已经下降至Ⅴ类，柴窝堡湖水质已经为劣Ⅴ类。

(1)乌伦古湖:1959—1980 年，其矿化度由2.8g/L 上升至3.8g/L，1987 年额河补水工程实施后，其湖水矿化度曾降低至2.14g/L，之后矿化度又逐渐增加至2008 年的2.67g/L。

(2)吉力湖:20 世纪90 年代以前矿化度一直维持在0.5g/L 左右，20 世纪90 年代末入湖水量急剧减少，其矿化度迅速升高至2008 年的1.07g/L[7]。

(3)博斯腾湖:20 世纪50—80 年代中期，其矿化度由小于0.5g/L 升至1.8g/L 左右，博斯腾湖已从新疆最大的淡水湖变为微咸水湖[13]。

(4)艾比湖:其矿化度从20 世纪50 年代的70g/L 上升到21 世纪初的120g/L，近几年迅速增加到151.8g/L[14]。

(5)柴窝堡湖:原为水质良好的淡水湖，而1996 年湖水矿化度为3.62g/L，2010 年已高达8.206g/L，水体快速咸化[15]。

1.3 湖泊生态系统退化，生物多样性下降

近几十年来，新疆湖泊生态系统总体处于不断退化状态，直接导致湖滨湿地沙化、生物物种种群结构趋向单一、湖泊区域气候系统调节器作用丧失、绿洲外围屏障日益丧失，而且干涸湖底沉积物直接成为沙尘暴的物质来源，对周边区域生态产生灾难性的影响。

(1)艾比湖:20 世纪50 年代到20 世纪80 年代，湖滨天然灌木林从4837.2hm2减少到1903.9hm2，芦苇面积从4703.9hm2减少到1437.2hm2。野生动物如雪豹、盘羊等种群数量急剧减少，部分物种已濒临绝迹。近些年来，其干涸的湖底有1500km2沦为盐漠，荒漠化平均每年以39.8km2的速度扩展，沙暴日、扬尘日和浮尘日天数日趋增多，艾比湖已经是我国沙尘暴的策源地之一[16]。

(2)艾丁湖:近年来，其周边固沙植物大量枯死，风蚀、风积作用加剧，含盐量达200g/kg 的盐沼、0.2m～1.5m 的盐壳随着艾丁湖的萎缩而发育，局部地方可见0.2m～0.5m 深的风蚀槽。野生动物濒临绝迹，生态环境明显恶化[17]。

(3)柴窝堡湖:目前其地下已形成87.68km2的地下水超采漏斗区，水生生态系统已被荒漠生态系统代替，生物多样性急剧衰退，湖周区域生态环境恶化[10]。

(4)博斯腾湖:它是我国最大的内陆淡水湖，1959 年，其芦苇面积5.58×104hm2，1993 年仅剩2.77×104hm2，芦苇湿地面积严重退化，珍稀物种消亡，生物多样性受损，生态安全受到严重威胁[4，13]。

2 湖泊生态保护和修复的指导思想和策略

2.1 指导思想

由于新疆尾闾湖泊演变历程不同、所处地区不同、经济发展情况不同、湖泊所肩负的功能不同，对其生态保护和修复需要全面贯彻落实“以人为本，全面、协调、可持续”的科学发展观，从有效发挥湖泊功能、维护湖泊生态环境、合理利用湖泊资源出发，以“统筹流域山水林田湖草沙冰，综合治理，因湖制宜，重点引领，分步实施”为指导思想，注重调查评估成果、科学研究成果和相关流域水资源管理规划、生态环境污染防治规划、流域区域经济发展规划的有机结合，针对湖泊流域经济社会发展、生态安全问题，结合湖泊生态演变趋势问题的复杂性特点，找准湖泊生态安全保障的关键环节与薄弱部位，实施有效的生态安全保障的工程措施与非工程措施，制定近远期结合、逐步推进、重点突出、全面兼顾的湖泊治理规划方案。

2.2 新疆湖泊生态修复策略

(1)恢复有“度”、修复有“量”

适宜度和可控性是制定生态保护目标的基本原则，而“修复”和“自然化”则是关键性的技术要求。目前新疆湖泊的状态是人工绿洲与天然绿洲转化的必然结果，尾闾湖演化特征的终极目标就是“死海”，应在保护自然的条件下延长湖泊演化时间，实现人与自然和谐共生。如玛纳斯湖已经演化为湿地和重要的盐业基地，再恢复到20 世纪60 年代时的水面是极不现实的，但也不能彻底断流。

生态恢复的“度”是一个目标阈值，即只能根据不同湖泊的功能定位，因地制宜实现湖泊面积、水位、水质在一定程度和一定限度上的恢复；生态修复的“量”，是指恢复“度”所需的水量。首先，应立足于当地，如源流节水、控水、管水，确保尾闾湖下泄一定水量；其次，有条件的地方可以考虑外流域调水补充，丰水期可以适当多补一些。

(2)统筹“三生”(生产、生活、生态)用水，保障补湖源头活水

坚持生活用水从宽、工业用水从紧、生态用水重点保障、农业用水适度节约的策略，逐步改善农业种植结构，加大“退地、减水、增效”和推广节水灌溉措施力度，大力提高用水效率和效益，抑制不合理的水资源需求和低效益需求，合理调整产业结构，使产业布局与资源环境承载能力相适应，解决生产和生态的用水失衡问题，实现水资源行业间的合理调配，以保证入湖水量。

(3)管理与工程措施综合运用

建立健全水资源管理体制与运行机制。建立集中统一、精于高效、依法行政的流域管理体制和运行机制，完善水价形成机制，通过市场手段实现水资源优化配置和高效利用。通过对开源、节水、治污和再生水工程的规划建设，形成“蓄引结合、河库(湖)相连、主客水联调”的水资源配置总体格局，最终建立起支撑全流域工农业发展和湖泊生态治理保护的水资源配置工程体系[18]。

3 典型湖泊生态修复措施

湖泊生态退化的程度及其生态系统功能受影响的程度对其修复至关重要。本文结合已开展的生态保护修复工程，总结了新疆典型湖泊生态保护修复措施。

3.1 调整产业结构，降低农业用水比例

发展节水灌溉，进一步加大流域内农业灌溉节水力度，是控制农业用水量、保护地区水资源供需平衡和入湖水量的有效措施。流域的水资源管理机构应守住“三条红线”，遵循最严格的水资源管理制度，通过源流区节水规划措施，保障流域入湖水量。

艾比湖:根据博尔塔拉蒙古自治州的“三条红线”任务指标，2020 年将该州的农业用水量降低至12.12×108m3，地下水的开采量降低至3.65×108m3，减地1.53×104hm2，全州年用水总量控制在14.26×108m3以内，万元地区生产总值用水量、万元工业增加值用水量分别降至450m3和65m3。流域的水资源管理机构应严格遵循“三条红线”制度，通过源流区节水规划措施，保障艾比湖入湖水量。

艾丁湖:目前艾丁湖周边地区应继续落实节水灌溉目标，压缩农业用水量。考虑吐鲁番地区采用膜下滴灌等节水灌溉方式，湿润区边缘会集聚大量盐分的客观实际，要注重采取节水灌溉与盐碱调节相结合的措施。

台特玛湖:为稳定塔里木河干流，必须保证其上游的阿克苏河、叶尔羌河、和田河三源流到达干流阿拉尔的水量不能低于多年平均值，即44.2×108m3。整治源流，继续发展节水灌溉和开发地下水，保证新增水量向干流输送，严禁开荒[19]。山区修建水库必须在确保下游生态用水的前提下进行，不能“顾头不顾尾”。对干流修建防护堤后漫溢水量减少所引起的生态变化进行监测，确保地下水位不下降。同时，进一步开展大西海子至台特玛湖之间的生态补水范围和措施研究。

3.2 生态补水工程措施

生态补水工程措施包括流域内和流域外两类。流域内补水，例如额河到布伦托海调水工程；流域外补水，例如艾比湖、艾丁湖生态补水工程。

乌伦古湖:1972 年，为维持吉力湖的水面稳定，在连接乌伦古湖与吉力湖的库依尕河上修建拦河闸。1988 年，额河补水渠道开通，每年引额河水3×108m3～4×108m3到布伦托海，使布伦托海水位在1988 年恢复到484m，水环境质量得到改善。近年来，通过北屯一总干渠引水至乌伦古河，每年可向乌伦古湖补水1.5 亿m3，满足乌伦古河下游及吉力湖生态需水量，2016 年，西水东引渠道也建成通水。

现有研究基于以上三条入湖水源的补水能力，综合考虑两湖水量补损及水位平衡要求，对两湖补水过程进行了联合调节计算。结果表明，乌伦古河、额河补水、西水东引工程多年平均补湖水量分别达到2.84×108m3、2.87×108m3、2.29×108m3时，可满足乌伦古湖水量要求，其中布伦托海、吉力湖平均水位将分别维持在481.46m、483.66m，高于历史最低水位，满足适宜生态水位的要求，水位平均差值为2.20m，满足防止布伦托海倒灌吉力湖的水位差要求(表2)。

表2 乌伦古湖补湖调节计算结果

艾比湖:阿拉山口是有名的大风口且其水资源贫乏问题十分严重。可从博尔塔拉河调水0.5×108m3～0.8×108m3，造林10 万余亩(约0.67hm2)，不仅美化阿拉山口，而且可以减小阿拉山口的风速，降低土地风蚀及盐尘危害。考虑周边水资源开发利用现状，远期需要考虑从外流域调水作为解决艾比湖流域生态缺水问题的长远及根本措施。

艾丁湖:为确保艾丁湖流域的生态安全，2016—2020 年，区域内压减灌溉面积，减小地下水超采量，规划了水源工程9 项，其中新建水库6 座。2021—2025 年，规划新建水库5 座，通过外流域调水2.48×108m3以满足艾丁湖生态用水需求[20]。

柴窝堡湖:修建柴窝堡“引洪补湖”工程，将乌鲁木齐河洪水引蓄入柴窝堡湖[21]。洪水蓄入柴窝堡湖，可改善湖面萎缩、水质恶化和湖周边的生态环境。此外，为实现乌鲁木齐供水安全和柴窝堡湖入湖水量保障目标的协调统一，推行“高水高用、低水低用”的水资源配置方案，利用其他水源，置换城市供水，逐步减少柴窝堡湖水源地的地下水开采。

3.3 加强水资源优化配置

山区修建水库必须在确保下游生态用水的前提下进行，充分发挥山区水库的生态调节作用，不能“顾头不顾尾”。采取措施优化配置水资源，丰水年可加大湖泊输水量，枯水年应注意调整产业结构，加大地下水提取量，实行严格节水措施，同时进行山区—平原水库联合调度。例如通过研究，博斯腾湖正常水位应控制在1046m～1047.5m之间，变幅为1.5m。当丰水年水位超过1047.5m时，应加大孔雀河的输水量，枯水年应加大地下水提取量，实行严格的节水措施，并尽早沟通大湖、小湖及湖滨湿地的水系互流[22]。为提高博斯腾湖水资源利用保证率、增加用水量，需要增加调节库容，可考虑修建上游山区控制性水库，使博斯腾湖库容上移。通过山区控制性水库与博斯腾湖联合调度，以减小博斯腾湖水位变幅，将其变幅控制在适当的范围内。

3.4 土地沙化防护措施

在尾闾湖地区，建议以周围防风固沙为基础，以农田防护林为主体，以生态恢复区外围荒漠天然植被组成灌、草固沙带，构成一个完整的防护林体系，既可防治外围和边缘土地沙化，又可减轻生态恢复工程受益区内部风沙危害，有效地改善生态环境，保证农牧业持续高产稳产。

例如:根据艾丁湖生态修复规划方案，于2021—2025 年实施艾丁湖沙化土地治理工程，总规模为3.5×104hm2，主要采取封禁保护和防沙治沙人工造林相结合的方式进行治理。封禁保护工程包括固沙压沙建设草方格沙障，选用抗风沙、耐盐碱的树种红柳、梭梭开展防沙治沙造林。同时，对艾丁湖骆驼刺草场进行全部禁牧，封禁围栏建设面积8.67×104hm2，人工饲草料地建设面积达667hm2，防止骆驼刺草场沙化。

3.5 湖泊生态环境保护带建设措施

在气候与人类活动共同作用下，新疆尾闾湖泊普遍经历了较大幅度的环境变化，目前湖区及周边生态环境对人为保护措施的依赖性较高。因此，在建设入湖水量保障工程的基础上，须结合湖区外围生态环境治理工程，实施兼顾内外的综合保护措施。要在湖周扩展植被，遵从自然规律，根据当地的土壤类型及地下水位情况，选择不同种类的植物，采取乔、灌、草相结合的措施开展生态修复工作。如博斯腾湖积极推行环博斯腾湖生态环境保护带，使大部分农田排水得到有效处理，加速黄水沟废水育苇恢复工程，在环博斯腾湖周边地区通过人工培养等措施发展芦苇生产，以保护该区域水土平衡及周边生态环境。

3.6 水质污染防治措施

工业点源污染和农业面源污染是流域的污染源，在湖泊污染治理过程中应加强上游区域工业废水排放管理，严格控制排水量及水质。农业生产过程中磷肥、氮肥随降雨径流、灌溉地下水进入湖中，成为湖水有机物污染的根源之一。要合理配置农业生产空间范围，减少农田排泄物入湖。如艾比湖通过限定农业生产活动范围、减少周边农田排泄物入湖等措施，减轻农业生产对湖泊及区域地下水水质的影响。

3.7 河道治理保障措施

要综合考虑河网水系与尾闾湖泊的关系，梳理河道，保障尾闾湖泊的水位、水质，以确保其发挥最优的生态功能。如台特玛湖的修复就需要综合考虑塔里木河和车尔臣河。车尔臣河在硝尔库勒以下形成散流三角洲，原主流偏东，现向西偏移，在近塔克拉玛干沙漠边缘的康纳克(距台特玛湖约10km)形成一片沼泽低湿地，在沙丘中积水成湖，消耗了大量的水，但其生态和经济价值不大。因此可以整治三角洲的支汊河道，使车尔臣河仍沿故道入台特玛湖，在罗布庄形成湖的重心，其育苇和养殖水面不会小于康纳克。由于靠近218 国道，交通便利，其生态经济效益更高。三角洲整治后，从车尔臣河塔提让以下下泄1.5×108m3～2.0×108m3水量，可确保0.15×108m3～0.3×108m3水量入湖[23]。

3.8 生物多样性保护措施

以流域山水林田湖草沙冰系统治理为抓手，整体建立山地湖泊—山区水库—平原水库—河道—尾闾湖泊的天然植物和普通野生动物保护区域，尤其要重视对珍稀保护动物的综合保护。如建立保护区保护植被和野生动物以有效保护艾比湖珍稀动植物基因库；建立甘家湖梭梭自然保护区；精河县、博乐市次生林保护站使精河、大河沿子河、博尔塔拉河三河下游次生林恢复面积达20余万亩(约1.33×104hm2)，取得了积极的效果。而博斯腾湖作为新疆的主要渔场，则根据鱼类不同生长阶段集群产卵、越冬和索饵、育肥活动的具体情况，结合湖区水域实际，合理划定洄游栖息越冬场、索饵场、产卵场等。在保证博斯腾湖鱼类品种多样性和生态平衡的基础上，经过科学论证，繁育优良品种，提高鱼产量，避免鱼类生态平衡的破坏和恶性循环。

4 结论

随着大保护战略思想的持续深化与河长制、湖长制的深入推进，河湖生态修复与管护将成为河湖管理的重要任务[24]。湖泊不仅是重要的水资源和环境资源，而且是重要的气候资源，它对干旱区人类生存和经济社会发展是不可或缺的基础条件。总体上讲，新疆湖泊的分布表现出明显的“两极性”，即雪山环抱的高山湖泊和浩瀚荒漠中的低地湖泊，分别构成河之起源与河之终点，分别象征着河流生命的勃发与衰竭。在气候变化与人类活动共同作用下，新疆天然尾闾湖泊已经无法维持湖泊水质环境的稳定，水域生态环境受人为干预越来越严重。

本文对新疆主要尾闾湖泊的水域演进过程、湖泊现状及存在的主要问题，湖泊生态保护修复策略、措施进行了系统性的梳理与总结，以期为制定合理的生态恢复方案提供科学依据。

(1)新疆内陆尾闾湖泊生态保护修复治理以流域为单元，山水林田湖草沙冰为联合治理对象，按照河流流域“上游护水源、中部优化绿洲生态经济、尾部治风沙”进行生态综合治理总体布局，从遏制水体萎缩、构建生态安全格局、提高生物多样性和物种丰富度三方面，解决湖泊生态功能退化的现实问题。

(2)后期生态修复实践中，应立足山水林田湖草沙冰是一个生命共同体理念，结合各河湖流域水面修复、防风固沙生态需求、生物多样性保护等生态功能的客观实际，强化恢复有“度”、修复有“量”的生态保护修复目标，综合运用管理与工程措施，进行整体保护和系统修复，在顺应自然的条件下延长湖泊演化时间，实现人与自然和谐共生。