第一章总论
湖泊（含水库）是大地明珠，是陆地表层重要的地理单元，也是地表水资源的重要载体，与人类生产和生活息息相关。据研究，全球湖泊面积4.2×106km2，约占陆地面积的3%，其中0.01km2以上的湖泊有2.64×107个，累计面积3.55×106km2；同时0.01km2以上的水库有5.15×105个，累计面积2.59×105km2（Downing et al.，2006）。另外，基于高分辨率卫星遥感数据发现，面积在0.002km2以上的湖泊累计面积可达5.0×106km2，0.01km2以上的湖泊累计面积为4.76×106km2（Verpoorter et al.，2014）。尽管湖泊面积占陆地面积比例不大，但湖泊在区域、全国乃至全球环境变化，水资源安全保障，防洪抗旱和流域经济社会发展等方面发挥着不可替代的作用（Dearing et al.，2012），在揭示地球表层系统各要素相互作用过程、机制及效应中也具有重要作用。与其他地球表层生态系统类型相比，湖泊生态系统有着*特的水文和生物地球化学循环过程，因此，其提供的生态系统服务也在一定程度上区别于其他生态系统类型，主要体现在涉水的生态系统服务，在保障全球水生态安全格局中占有重要地位。
湖泊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（Adrian et al.，2009;Tranvik et al.，2009;Williamson et al.，2009）。由于湖泊在地球表层系统中的高度敏感性和重要的反馈作用，乃至在陆地碳循环估算中的不确定性，气候变化和人类活动影响下的湖泊水文-环境-生态过程是全球变化研究中*活跃的领域之一，湖泊生态系统对全球变化的响应研究一直被学术界所关注，已成为地球表层系统科学研究前沿和热点（Ho et al.，2019;Jane et al.，2021;Wang et al.，2012;Woolway et al.，2021，2020;Wurtsbaugh et al.，2017）。
湖泊也是国家重要战略资源，是“山水林田湖草沙”生命共同体的核心组成部分，具有安全供水、调蓄洪峰、引水灌溉、旅游航运、调节气候和生物多样性保护等多种生态服务功能。习近平总书记对湖泊生态环境问题非常关注，先后到洱海、洞庭湖、查干湖、滇池、巢湖、丹江口水库和青海湖考察调研，强调“山水林田湖草沙”一体化保护和系统修复，推动湖泊流域综合治理、系统治理及源头治理。
第一节湖泊的重要性和生态服务功能
一、湖泊是保障饮用水安全的重要基石
清洁的空气、洁净的饮用水和安全的食品是保障人民生命健康的底线。湖泊含全世界近90%的液态地表淡水，是全球*重要的饮用水源地之一。湖泊、河流和地下水是我国城市集中式饮用水源地“三驾马车”。对我国340个地级市和55个100万人口以上县级市的1093个市县级集中式饮用水源地类型进行分析，就全国平均而言，湖泊型、河流型和地下水型水源地数量占比分别为40.6%、30.8%和28.6%，胡焕庸线以东地区三者占比分别为46.7%、34.1%和19.2%①，表现为湖泊型水源地占比*高（表1.1），北京、上海、深圳等10个重点城市湖泊型集中式饮用水源地占比高达65.4%。湖泊型、河流型和地下水型水源地服务的人口占比分别为47.2%、36.8%和16.0%（图1.1）。胡焕庸线以东人口密集分布区，湖泊型水源地服务的人口比例达51%，其中在北京、上海、深圳等10个重点城市约1.52亿人口中湖泊型服务的人口比例更是高达72.9%，合计1.11亿。另外，相比于河流和地下水，湖泊能提供更优质和更稳定的水源，如2016～2020年山东省市县级集中式饮用水源地逐月监测显示，达到或优于Ⅱ类水标准的水源地中，湖泊型、河流型和地下水型分别占75.6%、14.1%和10.3%（Zhang et al.，2023）。由此可见，湖泊已成为我国*主要的城市集中式饮用水源，保障了我国东部经济发达地区众多人口的饮用水安全和经济社会发展（表1.1）。
“南水北调”等一系列重大调水工程，将丹江口水库等优质的水源源源不断输送到地表水资源匮乏的北京、天津、河南和河北，满足其城市集中式供水。如南水北调中线工程2019年从丹江口水库调水86.22亿m3，自2014年来累计调水340.53亿m3，惠及沿线24个大中城市及130多个县，直接受益人口超过6700万人。此外，“引汉济渭”工程从黄金峡水库引水，以满足西安、咸阳、宝鸡和渭南等重点城市饮用水供水。湖泊在这些调水工程中起到重要调蓄库和输送工程节点的作用，也是水质改善的重要保障。千岛湖作为长三角*大的战略水源地和“长三角水塔”，其配供水工程保障杭州和嘉兴等城市供水安全，服务人口超过千万，自2019年9月29日建成通水，截至2021年底已累计输水约13.6亿m3。因此，未来湖泊型集中式饮用水源地在保障城市供水安全、改善和提升区域饮用水质量方面将发挥越来越大的作用。
二、湖泊调蓄在防洪抗旱中发挥关键作用
湖泊调蓄服务功能在调节河川径流、地下水补给、减轻洪涝灾害等方面发挥着重要作用。受季风气候和地形地貌影响，我国降雨年际与年内变化大，全年约60%～80%的径流量集中在汛期，频繁引发洪涝灾害并严重威胁着人民群众的生命财产安全和社会经济的可持续发展。据水利部公布的《中国水旱灾害防御公报2020》，2020年汛期全国有28个省（自治区、直辖市）发生了洪涝灾害，共计7861.5万人次受灾，719.0万hm2农作物受灾，造成的直接经济损失约2669.8亿元（中华人民共和国水利部，2021）。湖泊通过洪水蓄积和径流补给实现汛枯期水资源的再分配，进而减轻洪涝灾害。基于全国湖泊调查数据，我国面积大于1km2的湖泊水量调节总量接近1500亿m3，东部平原湖泊群的调节能力最强，占全国季节性调蓄总量的45%。从流域空间分布来看，湖泊调蓄能力以长江、淮河等流域较强；江淮流域大中型湖泊的年内调蓄水量值高达400亿m3。同时实例研究证实，鄱阳湖在丰水期削减洪峰流量可占流域内总水储量变幅的15%～30%，有效缓解了长江干流对支流来水的承接压力，能降低沿岸地区的洪水威胁风险。2020年7月，长江中下游流域受强降雨影响，引发了百年一遇的严重洪水灾害，7月汛期鄱阳湖及流域内其他湖泊的总调蓄量约为151亿m3，占鄱阳湖流域陆地水储量同期变幅的45%（Song et al.，2021）。因此，准确掌握湖泊的动态变化，精准量化并充分利用湖泊洪水调蓄和水资源调节能力，对于降低我国洪水灾害风险及应对未来气候变化影响具有重要意义。
对1973～2018年间长江中下游112个湖泊的围垦造地（农田或建筑用地）遥感解析发现，围垦造地致使湖泊自然水面积损失超40%、库容损失约30%（127亿m3），严重影响了湖泊在洪水期的调蓄功能，导致长江中下游流域洪涝特别是城市内涝的频率增加（Hou et al.，2020）。特别值得指出的是，由于城市的扩张，武汉城区内的南湖与汤逊湖水域面积减少约2/3，而其对应减少的库容量相当于两个湖泊流域109mm降水量（Hou et al.，2020）。
除了调蓄洪水外，湖泊在缓解干旱灾害影响方面也发挥了重要作用。据江西省和湖南省水资源公报，2003年秋季、2006年、2007年、2011年春秋季，两湖（鄱阳湖、洞庭湖）为环湖区上千万人口生活、农业灌溉和工业生产提供了近百亿立方米用水。2019年长江中下游地区由夏季洪涝事件，迅速转换为秋季干旱，流域多个水库干涸。在这一涝旱急转事件中，两湖由于蓄积了大量水体，迅速转换为抗旱角色，其中鄱阳湖提供了近30亿m3水，极大地缓解了环湖区的生产、生活和生态用水问题。
三、湖泊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
湖泊流域是人类生产、生活和生态相融的重要空间单元，是“山水林田湖草沙”生命共同体在地球表层系统形成的天然单元，事关社会经济可持续发展和国家生态安全。
流域是“山水林田湖草沙”生命共同体的天然单元。以长江流域为例，10km2以上湖泊有145个，其对应的流域面积占整个长江流域面积的33.6%，但湖泊流域人口和地区生产总值占整个长江流域的45.0%和47.4%。表现尤为突出的是太湖流域，《太湖流域及东南诸河水资源公报2020》显示，2020年太湖流域总人口6755万人，占全国总人口的4.8%；地区生产总值99978亿元，占全国GDP的9.8%；人均GDP14.8万元，是全国人均GDP的2.1倍；太湖流域面积仅占全国的0.4%，但贡献了全国10%的GDP。当前，在长江流域太湖、巢湖、鄱阳湖等重要湖泊周围，新建了许多滨湖新城支撑国民经济发展，如无锡太湖新城、苏州滨湖新城、湖州市太湖新城、合肥滨湖新区等。参照大湾区建设模式，江苏、浙江、上海两省一市正在打造环太湖***湖区，未来有望比肩美国的旧金山湾区、日本的东京湾区和我国的粤港澳大湾区。城市与湖泊的融合发展不仅有利于提升整个区域实体经济发展活力，而且是提升城市形象的重要组成节点，其终极目标是实现人-湖共生。
此外，我国传统的9大商品粮基地（太湖平原、鄱阳湖平原、洞庭湖平原、江汉平原、江淮地区、成都平原、松嫩平原、三江平原和珠江三角洲），其中有7个位于东部平原湖区、东北平原与山区湖区。
四、湖泊是生物多样性*丰富的生态系统之一
生物多样性是人类赖以生存和发展的基础，是地球生命共同体的血脉和根基，加强生物多样性保护，也是生态文明建设的重要内容。湖泊孕育出极为丰富的生物资源，是世界上生物多样性丰富的地区之一，是地球上重要的物种基因库，对区域生物安全起到不可替代的生态保障作用。全国64个国际重要湿地名录中，以鄱阳湖、洞庭湖为代表的重要湖泊入选数量高达26个，占40.6%；其中1992年*批6个国际重要湿地名录中湖泊占3个（青海湖***自然保护区、江西鄱阳湖***自然保护区、湖南东洞庭湖***自然保护区），另外2个也包括许多小湖泊和泡子（黑龙江扎龙自然保护区、吉林向海***自然保护区）。此外，世界自然基金会1999年选择洞庭湖作为其在中国*个淡水保护项目的保护区，支持西洞庭湖和青山湖等开展湖泊湿地恢复、保护与可持续利用等工作，充分体现了湖泊在生物多样性保护中的作用与意义。
我国地域辽阔，自然环境区域分异明显，流域内*特的水文环境与地形地貌特征孕育了丰富多样的湖泊类群，湖泊特征也呈现出显著的区域性差异。云贵高原湖区，因*特的自然地理环境成为众多动植物的良好生境，并孕育了许多珍稀物种，如滇池调查共发现水生植物17科24属33种，鸟类182种近18万只，鱼类23种，隶属7目14科22属，包括特有土著物种金线鲃、桂花鱼等（昆明市滇池管理局和昆明滇池研究会，2019）。东部平原湖区江淮湖群通江湖泊具有*特的水情动态和环境条件，繁衍了种类极其丰富的生物，是东亚水生生物种质资源演化中心区之一，已成为全球生物多样性研究与保护的热点地区。如鄱阳湖2011～2020年间候鸟物种数量在32万～69万只之间，候鸟种类数量在42～69种之间，生物多样性呈现显著增加趋势（图1.2）；2020年观测到候鸟总数量
68.86万只，其中白鹤数量4015只，占全球总数量的96%以上，东方白鹳5620只，占全球总数量的93%以上，充分体现了大型通江湖泊湿地在全球生物多样性保护中的地位与作用（刘观华等，2021）。青藏高原湖区虽然生物物种相对较为贫乏，但存在较多特有种，如轮虫93个特有种，桡足类2个特有种等（中国科学院南京地理与湖泊研究所，2019）。青海湖地处中亚、东亚两条水鸟迁徙路径的交汇点，也是水鸟重要的繁殖地和越冬地，常年观测到的水鸟有50余种，总数在20万～40万只之间（代云川等，2018）。东北平原湖区的兴凯湖及其支流所形成的湖泛平原同样属于亚太地区水鸟的重要迁飞区和栖息繁殖地，为大量候鸟的迁徙提供了重要的停歇、觅食地，在横跨亚欧大陆3条主要候鸟迁徙路线中是非

目录
序
前言
第一章 总论 1
第一节 湖泊的重要性和生态服务功能 1
一、湖泊是保障饮用水安全的重要基石 1
二、湖泊调蓄在防洪抗旱中发挥关键作用 3
三、湖泊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 4
四、湖泊是生物多样性*丰富的生态系统之一 5
五、湖泊在我国渔业生产中占据重要地位 6
六、湖泊具有突出的旅游文化价值 6
七、湖泊是西部生态安全屏障的重要组成部分 7
第二节 全国湖泊生态环境研究的意义与基础 7
一、全国湖泊生态环境研究与诊断的意义 7
二、全国湖泊生态环境研究的基础 8
三、全国湖泊生态环境研究的内容 10
第三节 湖泊生态环境状况及面临的主要问题 11
一、气象气候条件及湖区分异 11
二、湖泊水环境状况与区域分异 15
三、湖泊沉积与污染物赋存的区域分异 17
第四节 湖泊保护与修复的对策与建议 22
一、统筹湖泊生态环境治理与流域综合管控，推动流域高质量发展 22
二、启动实施国家湖泊生态修复工程，推动湖泊高质量保护 22
三、加强湖泊流域系统科学研究和技术创新，提升科技支撑能力 23
四、大力推进科技湖长制，提升湖泊科学管理和保护水平 23
五、完善湖泊流域保护机制，推动湖泊保护国家立法 23
参考文献 23
第二章 中国湖泊遥感监测与评估 27
第一节 中国自然湖泊数量与面积 28
一、湖泊确定方法 28
二、中国湖泊现状 28
三、湖泊变化概况 31
四、湖泊数量变化原因 36
第二节 中国水库数量与面积 36
一、水库数量及类型 36
二、1 km2 以上水库空间分布 39
第三节 中国大中型湖库水量时空分布 41
一、10 km2 以上自然湖泊水量空间分布特征 41
二、10 km2 以上自然湖泊水量变化 43
三、典型湖泊水量长时序变化特征 46
四、10 km2 以上水库水量空间分布特征 48
第四节 中国湖泊透明度时空格局与长期变化 49
一、透明度时空格局 49
二、透明度长期变化趋势及区域分异 51
第五节 中国湖泊藻类水华分布 55
一、出现藻华的湖泊分布 55
二、藻华暴发面积变化 58
三、藻华暴发频率变化 60
四、藻华暴发时间变化 61
第六节 中国湖泊水生植被时空变化 63
一、湖泊水生植被空间分布 63
二、湖泊水生植被变化特征 67
三、代表性湖区水生植被时空变化特征 69
第七节 本章小结 70
参考文献 71
第三章 太湖 72
第一节 太湖及其流域概况 72
一、位置与形态 72
二、地质地貌 73
三、气候气象 73
四、水文水系 74
五、社会经济与土地利用 74
第二节 太湖水环境现状及演变过程 76
一、水位及水量 77
二、透明度 78
三、溶解氧（DO） 79
四、pH 80
五、高锰酸盐指数（CODMn） 80
六、总氮（TN） 82
七、总磷（TP） 82
八、正磷酸盐 83
九、氨氮（NH3-N） 84
十、硝态氮（NO3-N） 84
十一、亚硝态氮（NO2-N） 86
十二、叶绿素a 86
十三、营养状态 87
十四、沉积物 88
第三节 太湖水生态系统结构与演化趋势 90
一、浮游植物 90
二、浮游动物 94
三、底栖动物 98
四、大型水生植物 101
五、鱼类 105
第四节 太湖水生态演变的总体态势与关键问题分析 108
一、太湖生态环境健康状况 108
二、太湖生态环境演变的总体态势 108
三、关键问题分析 111
第五节 对策与建议 112
一、强化管理的科技支撑，合理设置水质目标 112
二、注重河湖协同治理，从流域湖泊一体化视角制定生态修复策略 113
三、提升生态风险防范意识，提高生态灾害预测预警与主动防控能力 114
参考文献 115
第四章 巢湖 117
第一节 巢湖及其流域概况 117
一、地理位置 117
二、地形地貌 117
三、气候气象 119
四、水文水系 119
五、社会经济与土地利用 120
第二节 巢湖水环境现状及演变过程 121
一、水量和水位 121
二、透明度 124
三、溶解氧（DO） 124
四、pH 125
五、高锰酸盐指数（CODMn） 126
六、总氮（TN） 126
七、总磷（TP） 127
八、叶绿素a 128
九、营养状态 129
十、沉积物氮磷 129
第三节 巢湖水生态系统结构与演化趋势 133
一、浮游植物 133
二、浮游动物 138
三、底栖动物 139
四、水生植物 144
五、鱼类 147
第四节 巢湖生态环境总体态势与关键问题分析 149
一、生态环境演变的总体态势 149
二、关键问题分析 150
第五节 对策与建议 152
一、强化内外源综合治理，削减湖体污染负荷 152
二、强化生态系统修复和建设，逐步恢复巢湖健康生态系统 153
三、完善蓝藻水华预测预警体系，提升蓝藻应急防控和处置能力 153
四、强化水污染控制的支撑保障，实现污染物精准管控 154
参考文献 154
第五章 鄱阳湖 157
第一节 鄱阳湖及其流域概况 157
一、地理位置 157
二、地质地貌 158
三、气候气象 159
四、水文水系 160
五、社会经济 161
第二节 鄱阳湖水环境现状及演变过程 162
一、水位与水量 162
二、透明度 166
三、溶解氧（DO） 166
四、pH 167
五、高锰酸盐指数（CODMn） 168
六、总氮（TN） 168
七、总磷（TP） 169
八、叶绿素a 170
九、营养状态 170
十、泥沙 172
第三节 鄱阳湖水生态系统结构与湿地生态系统演变趋势 175
一、浮游植物 175
二、浮游动物 179
三、底栖动物 183
四、湿地植物 187
五、鱼类 190
六、长江江豚 192
七、候鸟 194
第四节 鄱阳湖生态环境总体态势与关键问题分析 197
一、生态环境总体态势 197
二、关键问题分析 198
第五节 对策与建议 200
一、提升鄱阳湖及其流域水系统研究与流域综合管理水平 200
二、注重鄱阳湖与长江的自然连通属性以及江湖阻隔的长期影响研究 200
三、加强入湖污染物管控与珍稀濒危鱼类、候鸟及湿地保护 201
参考文献 201
第六章 洪泽湖 204
第一节 洪泽湖及其流域概况 204
一、地理位置 204
二、地质地貌 205
三、气候气象 206
四、水文水系 208
五、社会经济与土地利用 208
第二节 洪泽湖水环境现状及演变过程 211
一、水量与水位 211
二、透明度 212
三、溶解氧（DO） 212
四、pH 213
五、高锰酸盐指数（CODMn） 213
六、总氮（TN） 214
七、总磷（TP） 215
八、叶绿素a 215
九、营养状态 216
第三节 洪泽湖生态系统结构与演化趋势 217
一、生态空间 217
二、浮游植物 219
三、浮游动物 223
四、底栖动物 226
五、大型水生植物 229
六、鱼类 233
第四节 洪泽湖生态环境总体态势与关键问题分析 234
一、生态环境总体态势 234
二、关键问题分析 235
第五节 对策与建议 237
一、解析污染物来源，开展污染源核算，制定科学减排目标 237
二、加强流域污染削减，保障区域内饮用水和南水北调供水安全 237
三、高站位推进退圩（渔）还湖（湿），高标准实施湖滨带生态修复
工程 238
四、优化禁渔制度，调整鱼类群落结构，实施大水面生态渔业 239
五、建立跨省协调机制，完善洪泽湖管理体制，实现精细化管理 239
参考文献 239
第七章 滇池 241
第一节 滇池及其流域概况 241
一、地理位置 241
二、地质地貌 243
三、气候气象 243
四、水文水系 244
五、社会经济 244
六、土地利用 244
第二节 滇池水环境现状及演变过程 246
一、水量与水位 246
二、透明度 248
三、溶解氧（DO） 249
四、pH 250
五、总氮（TN） 251
六、总磷（TP） 252
七、化学需氧量（COD） 253
八、叶绿素a 254
第三节 滇池生态系统结构与演化趋势 255
一、浮游植物 255
二、浮游动物 259
三、底栖动物 262
四、大型水生植物 265
五、鱼类 268
六、珍稀鸟类 270
第四节 滇池生态环境总体态势与关键问题分析 272
一、生态环境总体态势 272
二、关键问题分析 273
第五节 对策与建议 274
一、优化流域发展空间布局，强化科学立法和执法 274
二、发挥外流域调水多重效益，优化水资源合理配置 274
三、推动水环境长效治理，持续改善河湖水质 275
四、开展以水生植被恢复为主的生态修复，构建健康稳定的水生态系统 275
五、提升滇池信息化管理水平，实现污染精准治理与蓝藻水华科学防控 275
参考文献 276
第八章 抚仙湖 278
第一节 抚仙湖及其流域概况 278
一、地理位置 278
二、地质地貌 280
三、气候气象 280
四、水文水系 280
五、社会经济与土地利用 282
第二节 抚仙湖水环境现状及演变过程 283
一、水位与水量 283
二、水温 284
三、透明度 286
四、溶解氧（DO） 287
五、pH 288
六、总氮（TN） 289
七、总磷（TP） 290
八、叶绿素a 291
九、高锰酸盐指数（CODMn） 293
第三节 抚仙湖水生态系统结构与变化趋势 293
一、浮游和附生藻类 293
二、浮游动物 296
三、微生物 298
四、底栖动物 299
五、大型水生植物 302
六、鱼类 305
第四节 抚仙湖生态环境总体态势与关键问题分析 306
一、生态环境总体态势 306
二、关键问题分析 306
第五节 对策与建议 310
一、合理布局人口和经济规模，科学规划空间和土地利用 310
二、优化水资源配置，恢复星云湖和抚仙湖的自然水系连通 311
三、提高污水收集与处理效率和标准，严格控制入湖污染物 311
四、强化湖泊流域监测与预警，建立精准化管理体系 312
参考文献 313
第九章 青海湖 315
第一节 青海湖及其流域概况 315
一、地理