湖庫生態(tài)安全調(diào)控技術(shù)框架研究*

鄭丙輝，王麗婧，李 虹，李小寶

(1:中國環(huán)境科學(xué)研究院，環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險評估國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100012)

(2:中國環(huán)境科學(xué)研究院，國家環(huán)境保護(hù)飲用水水源地保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100012)

湖泊和水庫是水體的重要存在形式，具有供水、灌溉、漁業(yè)、景觀、防洪等多種功能，在居民日常生產(chǎn)生活、區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中扮演重要角色[1].作為一種全新的管理目標(biāo)，湖庫生態(tài)安全是支撐和保障湖庫流域社會-經(jīng)濟(jì)-環(huán)境持續(xù)發(fā)展的重要途徑，代表了水環(huán)境管理從水質(zhì)管理向水生態(tài)管理轉(zhuǎn)變的發(fā)展方向.1990s以來，隨著污染排放、生態(tài)破壞等人類干擾活動的加劇，湖泊水庫富營養(yǎng)化等問題日益凸顯，湖庫生態(tài)安全問題亦愈漸受到人們的重視[2-3].相應(yīng)地，國內(nèi)外學(xué)者開始在生態(tài)安全評價、生態(tài)承載力、流域綜合管理等相關(guān)方面進(jìn)行諸多探索.上述研究雖然從不同角度觸及湖庫生態(tài)安全管理這一領(lǐng)域，但從技術(shù)層面上，側(cè)重評估類問題診斷技術(shù)居多[1，4-6]，涉及調(diào)控類保障和管理技術(shù)偏少;從內(nèi)容層次上，側(cè)重某一單項(xiàng)要素的調(diào)控研究居多(如產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、土地利用、環(huán)境容量)[7-9]，涉及生態(tài)安全綜合層面的調(diào)控研究鮮有;從研究對象上，專門針對湖庫型水體的相關(guān)研究亦不多[4-6];總體上尚未從保障湖庫型水體生態(tài)安全的角度研究構(gòu)建系統(tǒng)性、綜合性的調(diào)控技術(shù)方法.

湖庫生態(tài)安全調(diào)控(ecological security control for lakes and reservoirs)是保障湖庫生態(tài)安全的關(guān)鍵途徑，是支撐和實(shí)現(xiàn)湖庫生態(tài)安全管理的基石和依托.近年來，國家財政部、環(huán)境保護(hù)部組織實(shí)施的全國重點(diǎn)湖庫生態(tài)安全調(diào)查及評估專項(xiàng)、水質(zhì)良好湖泊生態(tài)環(huán)境保護(hù)專項(xiàng)為湖庫生態(tài)安全管理相關(guān)技術(shù)研發(fā)帶來了重要契機(jī).作者所在課題組依托上述專項(xiàng)開展了湖庫生態(tài)安全調(diào)控技術(shù)的研究，其成果被納入《湖庫生態(tài)安全保障方案編制技術(shù)指南》①中國環(huán)境科學(xué)研究院.湖庫生態(tài)安全保障方案編制技術(shù)指南.環(huán)境保護(hù)部項(xiàng)目，2009.和《良好湖泊生態(tài)環(huán)境保護(hù)專項(xiàng)——湖泊生態(tài)環(huán)境保護(hù)實(shí)施方案編寫指南》②中國環(huán)境科學(xué)研究院.良好湖泊生態(tài)環(huán)境保護(hù)專項(xiàng)——湖泊生態(tài)環(huán)境保護(hù)實(shí)施方案編寫指南.環(huán)境保護(hù)部項(xiàng)目，2012.，在9個大型湖庫及30 個良好湖泊生態(tài)環(huán)境保護(hù)中得以實(shí)踐.該研究在前期課題成果總結(jié)、應(yīng)用及反饋完善基礎(chǔ)上，圍繞湖庫生態(tài)安全保障需求，著眼于影響湖庫生態(tài)安全的人口增長-產(chǎn)業(yè)發(fā)展-資源利用-生態(tài)保護(hù)-監(jiān)督管理等要素耦合作用過程，構(gòu)建湖庫生態(tài)安全調(diào)控技術(shù)框架，并對框架相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行分析闡述.

1 湖庫生態(tài)安全調(diào)控概念辨析

湖庫生態(tài)安全的概念內(nèi)涵是開展湖庫生態(tài)安全調(diào)控研究的基礎(chǔ).生態(tài)安全的概念由國際應(yīng)用分析研究所(IASA)于1989年首次明確提出.1990s 國內(nèi)開始關(guān)注生態(tài)安全并積極開展大量相關(guān)研究.雖然目前生態(tài)安全的概念尚無統(tǒng)一的認(rèn)識，但在生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域，其大致分為以生態(tài)系統(tǒng)為終點(diǎn)的安全和以人類為終點(diǎn)的安全兩類[10-12].前者注重生態(tài)系統(tǒng)的健康、完整性和可持續(xù)性，后者關(guān)注人類生存環(huán)境的安全、所需要的生態(tài)服務(wù)的安全.

該研究強(qiáng)調(diào)生態(tài)安全應(yīng)以人為本的特質(zhì)，傾向于以人類為終點(diǎn)的安全概念.湖庫生態(tài)安全可定義為人類賴以生存和發(fā)展的湖庫生態(tài)系統(tǒng)處于健康狀態(tài)、面臨低生態(tài)風(fēng)險，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能良好且可持續(xù)[1，13].生態(tài)系統(tǒng)是否安全以人類所要求的生態(tài)因子或生態(tài)服務(wù)的質(zhì)量來衡量.影響生態(tài)安全的因素很多，若其中一個或幾個要素不能滿足人類生存與發(fā)展的需求，可認(rèn)為生態(tài)系統(tǒng)不安全.

該研究認(rèn)可生態(tài)安全能夠調(diào)控的特性，但側(cè)重于針對人為干擾帶來的湖庫生態(tài)安全不利影響進(jìn)行調(diào)控，長期自然演化或不可抗力因素導(dǎo)致的問題則做特殊考慮.湖庫生態(tài)安全調(diào)控是指為維持或改善湖庫生態(tài)安全狀況，以湖庫生態(tài)安全調(diào)控目標(biāo)為導(dǎo)向，針對影響湖庫水生態(tài)安全的要素進(jìn)行調(diào)控管理的過程.不安全的狀態(tài)和區(qū)域，可以采取措施加以減輕，降低或解除生態(tài)環(huán)境風(fēng)險，改善湖庫生態(tài)系統(tǒng)功能.但維護(hù)生態(tài)安全、減少來自于人類活動的生態(tài)風(fēng)險往往需要付出代價，尋找社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展、資源利用的“妥協(xié)”行為方式.

該研究強(qiáng)調(diào)生態(tài)安全調(diào)控與生態(tài)安全評價之間的有機(jī)聯(lián)系.兩者均是生態(tài)安全管理技術(shù)體系的有機(jī)組成部分.生態(tài)安全評價有助于診斷生態(tài)安全存在的問題，定性或定量了解生態(tài)系統(tǒng)安全狀況并識別其變化趨勢，能夠?yàn)閷?shí)施生態(tài)安全針對性調(diào)控和管理提供技術(shù)支持[1，4，14].生態(tài)安全調(diào)控則需要建立在生態(tài)安全問題識別和評估基礎(chǔ)上，基于生態(tài)安全評估來確定調(diào)控思路、目標(biāo)和重點(diǎn)，并依托其來反饋判斷調(diào)控措施的預(yù)期和實(shí)際效果.

2 湖庫生態(tài)安全調(diào)控特征及技術(shù)需求

著眼于湖庫生態(tài)系統(tǒng)的特征和生態(tài)安全保障需求分析，湖庫生態(tài)安全調(diào)控具有綜合性、功能導(dǎo)向性、類型差異性、空間異質(zhì)性、不確定性調(diào)控管理等特點(diǎn).構(gòu)建和應(yīng)用湖庫生態(tài)安全調(diào)控技術(shù)框架時需要對上述特點(diǎn)和需求予以反映.

①調(diào)控管理的綜合性.湖庫生態(tài)系統(tǒng)是一個綜合性復(fù)雜巨系統(tǒng).在系統(tǒng)組成上以水體為中心，涵蓋湖區(qū)(庫區(qū))及其上游流域社會、經(jīng)濟(jì)、資源、環(huán)境、政策等諸多要素;在空間范圍上覆蓋面積較廣，多涉及不同省市行政單元.系統(tǒng)內(nèi)各種要素相互作用和影響，具有高度非線性、動態(tài)性、復(fù)雜反饋性等系統(tǒng)學(xué)行為特征.據(jù)此，決定了湖庫生態(tài)安全調(diào)控管理必須立足于“綜合性”，遵循從流域到水體、源頭 途徑 匯的“過程管理”原則，避免“就湖庫論湖庫”;僅針對水體或某個單項(xiàng)要素進(jìn)行調(diào)控，背離了湖庫生態(tài)系統(tǒng)的特征，其目標(biāo)往往難以實(shí)現(xiàn).

②調(diào)控管理的功能導(dǎo)向性.湖庫往往具有不同的功能類型，包括主導(dǎo)功能和輔助功能.調(diào)控管理需要突出功能導(dǎo)向?qū)φ{(diào)控措施制定的引導(dǎo).對于特定功能類型的湖庫，其湖庫生態(tài)安全調(diào)控管理應(yīng)以保障和維護(hù)主導(dǎo)功能為核心導(dǎo)向.譬如，以飲用水供給為主的湖庫，優(yōu)先保護(hù)飲用水水源地水質(zhì)是關(guān)鍵，水源保護(hù)區(qū)的劃分和保護(hù)、流域水污染防治、水質(zhì)保護(hù)長效機(jī)制的建立等均需突出飲用水源地這一敏感目標(biāo)的保護(hù).對于綜合性服務(wù)功能顯著的湖庫，當(dāng)多種功能對水體要求發(fā)生沖突時，應(yīng)執(zhí)行最高目標(biāo)管理原則.譬如某水域是工業(yè)用水、漁業(yè)養(yǎng)殖區(qū)，亦是備用水源地，則調(diào)控管理要求執(zhí)行水源地水質(zhì)目標(biāo).

③調(diào)控管理的類型差異性.湖庫生態(tài)系統(tǒng)所處的安全水平(安全、一般安全、不安全)、生態(tài)系統(tǒng)演變階段(如人為活動導(dǎo)致的富營養(yǎng)化不同階段、生態(tài)系統(tǒng)發(fā)育階段等)[1]決定了其調(diào)控管理需求的差異性.調(diào)控技術(shù)方法及其實(shí)際應(yīng)用需要突出調(diào)控類型差異對措施建議、措施篩選優(yōu)化的引導(dǎo).借鑒世界湖泊環(huán)境委員會(ILEC)的劃分理念，將湖庫調(diào)控管理類型歸納為預(yù)防型、治理型和恢復(fù)型[15-16].預(yù)防型湖庫主要針對安全水平較好、富營養(yǎng)化程度較低(貧 中營養(yǎng))的湖庫，其調(diào)控管理需要重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)流域人類社會經(jīng)濟(jì)活動的壓力與湖庫生態(tài)環(huán)境保護(hù)的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、和諧共生，從而維護(hù)和改善生態(tài)安全狀況.治理型湖庫主要針對安全水平一般或較差、富營養(yǎng)化程度一般(中 輕富營養(yǎng))的湖庫，人類社會影響已對水體表現(xiàn)出顯著干擾，其調(diào)控管理需要在全面協(xié)調(diào)社會經(jīng)濟(jì)與環(huán)境保護(hù)關(guān)系的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)開展針對性治理，改善和恢復(fù)生態(tài)環(huán)境.恢復(fù)型湖庫主要針對安全水平差或極差、富營養(yǎng)化程度嚴(yán)重(中富 富營養(yǎng))的湖庫，其湖庫功能受到人類活動嚴(yán)重影響而無法正常發(fā)揮、甚至完全喪失，需要在實(shí)施預(yù)防、治理的同時，采取強(qiáng)有力的綜合措施對湖庫進(jìn)行搶救性恢復(fù).譬如，滇池生態(tài)安全狀況屬于極不安全，水質(zhì)超Ⅴ類，營養(yǎng)指數(shù)達(dá)重度富營養(yǎng)化，大面積水華進(jìn)入常態(tài)化，飲用水源功能基本喪失，應(yīng)歸類為“恢復(fù)型”湖庫，需進(jìn)行全面的控源、治污與生態(tài)修復(fù)，重建人 湖和諧的生態(tài)系統(tǒng)[17].

④調(diào)控管理的區(qū)域差異性.從自然環(huán)境角度，受湖庫形態(tài)特征、水流強(qiáng)度、分層特征的影響，湖庫具有空間異質(zhì)性.譬如，理論上水庫從庫尾至庫首的水平方向上依次存在3 個區(qū)域，即河流區(qū)、過渡區(qū)和湖泊區(qū)[1，18-22].不同的水庫及不同調(diào)度運(yùn)行期各區(qū)空間范圍不同，其物理環(huán)境及水化學(xué)、水生生物環(huán)境差異較顯著，對人類干擾的敏感性、耐受性亦有差異.從人為影響角度，由于人口、產(chǎn)業(yè)和土地開發(fā)布局等差異，人類干擾程度存在空間差異，局部水域可能受影響更大，生態(tài)安全問題更突出.調(diào)控技術(shù)方法及其實(shí)際應(yīng)用需要考慮空間差異性，并據(jù)此引導(dǎo)調(diào)控措施的分區(qū)制定.例如，我國三峽水庫成庫后，支流水域類似湖泊生態(tài)環(huán)境，在與干流同等的營養(yǎng)鹽濃度水平下更易發(fā)生水華，其調(diào)控管理需重點(diǎn)關(guān)注支流敏感水域的問題改善;太湖流域的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展及污染排放的空間差異特征顯著，其調(diào)控管理應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注北部、湖西、浙西等重污染區(qū)域[17-18].

⑤調(diào)控管理的不確定性.在自然演替規(guī)律和人類干擾雙重作用下，湖庫生態(tài)系統(tǒng)一直處于動態(tài)變化過程中.未來湖庫生態(tài)安全狀況的發(fā)展趨勢、壓力風(fēng)險、政策措施及其有效性等均存在不確定性.調(diào)控技術(shù)方法及其實(shí)際應(yīng)用需要保持調(diào)控管理過程的動態(tài)性、信息開放性和適應(yīng)性，確保湖庫生態(tài)安全的調(diào)控處于動態(tài)調(diào)整過程，能夠針對不確定的環(huán)境變化、新的政策信息不斷調(diào)整相關(guān)調(diào)控措施來適應(yīng)管理需要.

3 基于T-PIRLEP的湖庫生態(tài)安全調(diào)控技術(shù)框架

湖庫生態(tài)安全調(diào)控技術(shù)框架是協(xié)助湖庫生態(tài)安全調(diào)控思路建立、引導(dǎo)調(diào)控措施制定、實(shí)施和動態(tài)調(diào)整湖庫生態(tài)安全調(diào)控管理的統(tǒng)領(lǐng)性技術(shù)工具.

在湖庫生態(tài)安全概念辨析、調(diào)控管理特征及技術(shù)需求分析的基礎(chǔ)上，該研究提出了湖庫生態(tài)安全調(diào)控的技術(shù)框架(T-PIRLEP)(圖1).根據(jù)該框架，湖庫生態(tài)安全調(diào)控的技術(shù)步驟主要包括:在生態(tài)安全問題識別、生態(tài)安全評估等成果的基礎(chǔ)上，明確調(diào)控對象、保護(hù)目標(biāo);結(jié)合研究實(shí)際，確定湖庫生態(tài)安全調(diào)控類型和調(diào)控管理定位，根據(jù)實(shí)際開展調(diào)控管理分區(qū);初步確定湖庫生態(tài)安全保障的目標(biāo)(target);圍繞調(diào)控目標(biāo)，結(jié)合生態(tài)承載力研究，從影響湖庫生態(tài)安全狀況的人口增長-產(chǎn)業(yè)發(fā)展-資源利用-負(fù)荷控制-生態(tài)保護(hù)-政策管理(population-industry-resources-load-ecosystem-policy，PIRLEP)的耦合作用過程出發(fā)，篩選優(yōu)化湖庫生態(tài)安全調(diào)控措施;反饋分析調(diào)控方案的目標(biāo)可達(dá)性，進(jìn)行目標(biāo)或措施調(diào)控;重復(fù)上述步驟直至湖庫生態(tài)安全調(diào)控目標(biāo)可達(dá)，輸出形成調(diào)控方案.框架相關(guān)要素解析如下:政府決策部門及專家意見予以確定.湖庫生態(tài)安全調(diào)控分區(qū)，應(yīng)基于湖庫生態(tài)安全狀況空間差異，有效結(jié)合水污染防治分區(qū)[23]、生態(tài)功能區(qū)劃[24]、水功能區(qū)劃[25]以及行政管轄邊界實(shí)施水域和陸域分區(qū).可以統(tǒng)籌考慮綜合調(diào)控要素進(jìn)行統(tǒng)一分區(qū)，亦可針對單項(xiàng)調(diào)控要素進(jìn)行調(diào)控分區(qū).

圖1 湖庫生態(tài)安全調(diào)控技術(shù)(T-PIRLEP)框架Fig.1 Technical framework for ecological security control in lakes and reservoirs (T-PIRLEP )

③調(diào)控目標(biāo).湖庫生態(tài)安全調(diào)控的基本目標(biāo)以湖庫生態(tài)安全水平提高為方向，以水質(zhì)、水生態(tài)改善為核心.調(diào)控目標(biāo)的確定承接對生態(tài)安全問題現(xiàn)狀及趨勢分析成果，以生態(tài)承載力研究為重要參考，建立在單項(xiàng)調(diào)控措施基礎(chǔ)之上，與各單項(xiàng)措施制定相互反饋、聯(lián)系.調(diào)控目標(biāo)必須考慮湖庫生態(tài)安全調(diào)控的功能導(dǎo)向性、類型差異性、區(qū)域差異性和不確定性;可以采取總體目標(biāo)和階段目標(biāo)，整體目標(biāo)、單項(xiàng)調(diào)控目標(biāo)和分區(qū)調(diào)控目標(biāo)，宏觀目標(biāo)和具體調(diào)控指標(biāo)等相結(jié)合的方式予以表述.

④生態(tài)承載力.生態(tài)承載力是保障湖庫生態(tài)安全的重要約束條件.流域社會經(jīng)濟(jì)活動超過生態(tài)承載力會造成湖庫生態(tài)系統(tǒng)退化，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)不安全.生態(tài)承載力的承載要素有資源要素、環(huán)境要素和社會經(jīng)濟(jì)要素，其計算方法亦有諸多探索[26-29].該研究中生態(tài)承載力的確定傾向于兼顧考慮不同單項(xiàng)要素的承載力[27，30-32]，最終尋求社會經(jīng)濟(jì)、資源利用與環(huán)境保護(hù)的合理約束范圍，作為保障水體生態(tài)安全的基礎(chǔ).

⑤調(diào)控措施.考慮到湖庫生態(tài)安全調(diào)控管理的“綜合性”，著眼于流域-水體相互作用關(guān)系，遵循過程管理理念，設(shè)計了以人口調(diào)控(P)、產(chǎn)業(yè)調(diào)控(I)、資源利用調(diào)控(R)、負(fù)荷控制(L)、生態(tài)調(diào)控(E)、政策調(diào)控(P)6 類要素為主的調(diào)控措施.調(diào)控措施的制定以調(diào)控目標(biāo)為導(dǎo)向，面向湖庫關(guān)鍵問題和優(yōu)先問題，可重點(diǎn)開展某幾個領(lǐng)域、某幾類要素的調(diào)控措施研究;調(diào)控措施不能違背科學(xué)發(fā)展的客觀規(guī)律，脫離區(qū)域?qū)嶋H情況;調(diào)控措施之間應(yīng)建立有機(jī)結(jié)合的相互聯(lián)系，協(xié)同服務(wù)于湖庫生態(tài)安全保障.不同湖庫由于其生態(tài)系統(tǒng)的獨(dú)特性，調(diào)控措施的重點(diǎn)內(nèi)容、管理方案均不相同.

4 湖庫生態(tài)安全調(diào)控措施研究技術(shù)要點(diǎn)

湖庫生態(tài)安全調(diào)控措施是實(shí)現(xiàn)湖庫生態(tài)安全調(diào)控目標(biāo)的依托.從我國大型湖庫生態(tài)安全主要問題改善角度，針對P-I-R-L-E-P 6 類調(diào)控要素，提出調(diào)控措施研究要點(diǎn).

4.1 人口調(diào)控

人口調(diào)控要協(xié)調(diào)流域人口增長與環(huán)境支撐之間的相互關(guān)系，依托相關(guān)關(guān)鍵因子調(diào)控，控制人口增長所造成的資源消耗及污染排放在流域所能承載的范圍內(nèi).其核心是人口規(guī)模、布局、結(jié)構(gòu)等調(diào)控.

人口調(diào)控過程需要與城鎮(zhèn)化進(jìn)展、產(chǎn)業(yè)發(fā)展整合起來考慮.首先，需要開展人口子系統(tǒng)的綜合分析.包括梳理流域人口規(guī)模、人口結(jié)構(gòu)、人口素質(zhì)、勞動力就業(yè)結(jié)構(gòu)、消費(fèi)模式等，分析流域城鎮(zhèn)化進(jìn)程、產(chǎn)業(yè)布局調(diào)整對人口規(guī)模和布局的影響，分析人口發(fā)展的形勢，識別有待調(diào)控解決的問題.其次，以生態(tài)承載力研究為參照，分析人口超載狀況，研究人口數(shù)量轉(zhuǎn)移和布局轉(zhuǎn)移、區(qū)域承載效率和承載水平提升等調(diào)控途徑.再次，初步構(gòu)建人口調(diào)控單項(xiàng)目標(biāo)和衡量指標(biāo).圍繞目標(biāo)，研究不同情景下的流域人口規(guī)模、布局的調(diào)控措施，包括政府作為(如就業(yè)轉(zhuǎn)移基地)、市場化運(yùn)作(如勞務(wù)輸出)、社會保障(如戶口政策、教育培訓(xùn))等措施.最后，分析不同調(diào)控措施的目標(biāo)可達(dá)性，提出可行的人口調(diào)控方案.

人口調(diào)控措施的目標(biāo)和效果可采用具體指標(biāo)予以衡量.按照指示性、數(shù)據(jù)可得性、獨(dú)立性等指標(biāo)篩選原則，在專家咨詢和實(shí)踐反饋的基礎(chǔ)上，確定調(diào)控核心指標(biāo)和參考指標(biāo);核心指標(biāo)直接反映該要素的調(diào)控目標(biāo)，參考指標(biāo)體現(xiàn)該要素的調(diào)控過程控制及直接、間接效益.據(jù)此，人口調(diào)控核心指標(biāo)主要選取人口增長率、人口密度、城鎮(zhèn)化率;參考指標(biāo)為人均GDP、農(nóng)民年人均純收入、城鎮(zhèn)居民年人均可支配收入、基尼系數(shù)、恩格爾系數(shù)、登記失業(yè)率、受教育程度人口比例(大專以上)等.4.2 ～4.6 節(jié)亦參考該方法確定調(diào)控指標(biāo).

4.2 產(chǎn)業(yè)調(diào)控

流域產(chǎn)業(yè)優(yōu)化調(diào)控要協(xié)調(diào)流域產(chǎn)業(yè)發(fā)展與環(huán)境支撐之間的相互關(guān)系，通過對產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式調(diào)控，尤其是對構(gòu)成該發(fā)展模式的關(guān)鍵因子的調(diào)控來實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約利用和污染物減排的目標(biāo)，控制產(chǎn)業(yè)發(fā)展所造成的資源消耗并使其污染物排放在流域承載范圍之內(nèi).其核心是產(chǎn)業(yè)規(guī)模、結(jié)構(gòu)和布局調(diào)控.

產(chǎn)業(yè)調(diào)控措施的制定首先需系統(tǒng)分析湖庫流域主要產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)空間布局，分析行業(yè)污染排放特征;其次，結(jié)合國家和區(qū)域重大發(fā)展戰(zhàn)略、主體功能區(qū)劃、社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃和環(huán)境保護(hù)規(guī)劃，探索與流域資源承載力、環(huán)境容量相適應(yīng)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式，分析產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、空間布局調(diào)整等調(diào)控途徑;提出產(chǎn)業(yè)調(diào)控單項(xiàng)目標(biāo)和衡量指標(biāo)，研究提出產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和布局的調(diào)控措施，包括推動跨行政區(qū)的流域產(chǎn)業(yè)布局統(tǒng)籌規(guī)劃優(yōu)化，推動流域和區(qū)域內(nèi)產(chǎn)業(yè)的分工協(xié)作，加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級，提高資源能源的利用效率，推動循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等.最后基于目標(biāo)可達(dá)性分析，提出可行的產(chǎn)業(yè)調(diào)控方案.

產(chǎn)業(yè)調(diào)控核心指標(biāo)主要選取GDP 增長率、第三產(chǎn)業(yè)比重、人均GDP、萬元GDP 排污負(fù)荷;參考指標(biāo)為萬元GDP 用水量、萬元工業(yè)增加值用水量、單位土地面積GDP、萬元GDP 能耗以及規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)單位產(chǎn)值綜合能耗、水耗等.

4.3 資源利用調(diào)控

流域資源利用調(diào)控以流域生態(tài)安全保障為導(dǎo)向，以資源的合理開發(fā)、優(yōu)化配置、高效利用為主要內(nèi)容，依據(jù)經(jīng)濟(jì)效益與社會效益、生態(tài)效益相結(jié)合的原則，從流域的資源分布特性、開發(fā)利用條件出發(fā)，最大程度地促進(jìn)資源利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的和諧統(tǒng)一.其核心為水資源調(diào)控和土地資源調(diào)控.

水資源調(diào)控以飲用水源地水量安全保障為重點(diǎn)，研究流域水資源優(yōu)化配置模式、用水效率提升和生態(tài)用水保障等調(diào)控途徑;通過加強(qiáng)供水和公共用水管理、提高居民生活用水效率、推進(jìn)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的節(jié)水改造技術(shù)和工業(yè)領(lǐng)域的高耗水行業(yè)節(jié)水等措施來實(shí)現(xiàn)水資源調(diào)控目標(biāo).土地資源調(diào)控需在流域土地資源評價[33](如適宜性、敏感性評價)、區(qū)域土地資源特征差異性綜合分析基礎(chǔ)上，對不同土地管理類型在空間上進(jìn)行分區(qū)(譬如，基于區(qū)域發(fā)展宏觀調(diào)控的三峽庫區(qū)土地管理分區(qū)、基于敏感地域保護(hù)的三峽庫區(qū)土地管理分區(qū)[34]);結(jié)合國家區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略和生態(tài)安全保護(hù)需求，明確不同分區(qū)的土地資源開發(fā)定位、生態(tài)安全管理要求，研究調(diào)控途徑;通過嚴(yán)格保護(hù)流域生態(tài)敏感用地、強(qiáng)化流域土地管理水平，提高土地利用效率等措施來實(shí)現(xiàn)調(diào)控目標(biāo)，減少人地矛盾，促進(jìn)土地資源可持續(xù)利用.不同湖庫流域發(fā)展的限制性資源不同，在實(shí)際調(diào)控過程中有所側(cè)重.

水資源調(diào)控的核心指標(biāo)主要選取人均用水量、萬元GDP 用水量、農(nóng)田實(shí)灌面積畝均用水量;參考指標(biāo)為人均可利用水資源量、用水比例(生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生態(tài))、萬元工業(yè)增加值用水量、工業(yè)用水重復(fù)利用率、再生水回用率、規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)單位產(chǎn)值水耗等.土地資源調(diào)控核心指標(biāo)主要選取受保護(hù)地區(qū)面積比例、單位土地面積GDP;參考指標(biāo)為人均耕地面積、森林覆蓋率、建設(shè)用地面積比例.

4.4 負(fù)荷控制

污染負(fù)荷排放是湖庫生態(tài)系統(tǒng)的直接壓力，尤其高氮、磷負(fù)荷是導(dǎo)致湖庫富營養(yǎng)化的重要內(nèi)因.流域污染負(fù)荷控制以減輕水體壓力為直接目的，從生態(tài)承載力和水環(huán)境容量約束出發(fā)，統(tǒng)籌考慮污染負(fù)荷排放特征、流域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展水平、污染治理技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性，研究流域污染物排放總量控制、流域主要污染源削減等調(diào)控措施，提出針對不同區(qū)域、不同污染源類型的流域水污染負(fù)荷控制方案[16].其核心是外流域污染負(fù)荷控制、本地流域污染排放控制.

負(fù)荷控制相對于其他類調(diào)控要素而言，其研究相對成熟.首先，需核算并辨析各類污染負(fù)荷的來源組成、空間分布及變化趨勢，識別重點(diǎn)控制對象.其次，結(jié)合湖庫生態(tài)安全調(diào)控分區(qū)、水體水環(huán)境容量計算以及國家或地方相關(guān)規(guī)劃和總量減排計劃要求，確定流域及子區(qū)域總量控制目標(biāo).最后綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)可行性等因素，結(jié)合實(shí)際提出污染負(fù)荷削減方案及其配套工程措施、政策措施[16].值得注意的是，上游流域來水狀況對入湖(庫)污染負(fù)荷控制具有決定性作用，如太湖、巢湖入湖河流以Ⅳ類和劣Ⅴ類水為主[17]，三峽水庫約80%的入庫污染負(fù)荷源自上游輸入[35]，上游來水安全需要借助流域統(tǒng)籌管理等政策措施予以優(yōu)先保障.同時，傳統(tǒng)控制措施多以工業(yè)和生活點(diǎn)源為重點(diǎn)治理對象，而非點(diǎn)源污染在湖庫流域排污結(jié)構(gòu)中多占優(yōu)勢，應(yīng)給予特別關(guān)注.此外，大型湖庫多具有通航功能，亦需要對船舶污染給予關(guān)注.

負(fù)荷控制調(diào)控核心指標(biāo)可選取入湖河流污染物通量削減率、流域污染物排放總量削減率;參考指標(biāo)為城鎮(zhèn)污水處理率、工業(yè)廢水處理率、規(guī)?；笄輳U物處理率、化肥使用強(qiáng)度、船舶污水收集率、單位土地面積排污負(fù)荷、上游來水水質(zhì)達(dá)標(biāo)率、湖體水質(zhì)達(dá)標(biāo)率等.

4.5 生態(tài)調(diào)控

生態(tài)調(diào)控主要通過物理、化學(xué)、生物、工程等方法，以湖庫水域及岸邊緩沖帶為關(guān)注對象，著力恢復(fù)湖庫生態(tài)系統(tǒng)生物鏈，完善水域生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)水體的自凈能力和生態(tài)系統(tǒng)對干擾的抵抗力，促進(jìn)水域生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán).

湖庫生態(tài)調(diào)控需要在湖庫生態(tài)安全評估的基礎(chǔ)上，深入分析湖庫生態(tài)安全問題，明確產(chǎn)生問題的原因，選擇對癥的技術(shù)方案或技術(shù)組合方案實(shí)施調(diào)控，并評估調(diào)控技術(shù)的目標(biāo)可達(dá)性.采取措施的過程中，應(yīng)對水體進(jìn)行跟蹤式的生態(tài)監(jiān)測并修改調(diào)整方案.湖庫生態(tài)調(diào)控所涉及的對象范圍較為寬泛.考慮到大型湖庫的水生態(tài)系統(tǒng)特征，生態(tài)調(diào)控建議以湖庫特殊生境(如湖濱帶、消落帶)的保護(hù)、敏感水域生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)(如魚類棲息地、產(chǎn)卵場、洄游區(qū)等，飲用水源保護(hù)區(qū))、水華高發(fā)區(qū)生態(tài)修復(fù)為調(diào)控重點(diǎn).

生態(tài)調(diào)控核心指標(biāo)主要選取飲用水源達(dá)標(biāo)率、天然湖濱帶/消落帶長度比例、魚體殘毒監(jiān)測達(dá)標(biāo)率、水華暴發(fā)頻率，用于反映湖庫飲用水源、棲息地、水產(chǎn)品等服務(wù)功能的改善要求;參考指標(biāo)為湖體水質(zhì)達(dá)標(biāo)率、湖體營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)、湖體浮游植物多樣性指數(shù)、漁業(yè)產(chǎn)值等.

4.6 政策調(diào)控

政策調(diào)控以流域環(huán)境風(fēng)險最小化、生態(tài)安全安全保障為前提，以提高流域政策管理水平為核心，通過建立或改進(jìn)相關(guān)管理手段，探索新型管理政策，完善流域政策管理體系;分析各項(xiàng)管理手段的經(jīng)濟(jì)技術(shù)可行性與可操作性，形成滿足湖庫流域需求的有效政策調(diào)控方案，從而引導(dǎo)和規(guī)范流域人類生產(chǎn)生活行為.

對于大型湖庫而言，流域政策調(diào)控需要重點(diǎn)關(guān)注幾個方面:①面向湖庫上下游統(tǒng)籌管理的流域管理立法，建立健全完備的法律制度;②面向湖庫上下游統(tǒng)籌管理的流域生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制和污染損害賠償機(jī)制;③面向大型湖庫敏感水域的、更為嚴(yán)格的流動源污染防治規(guī)定，如船舶污染物鉛封管理;④面向湖庫型水體的、更為全面的總量控制計劃及入湖(庫)河流水環(huán)境質(zhì)量考核管理規(guī)定;⑤面向湖庫上下游統(tǒng)籌聯(lián)動的突發(fā)性事故監(jiān)測預(yù)警、應(yīng)急處理處置能力建設(shè)等.⑥面向水庫特殊水體的生態(tài)安全管理標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范建設(shè)，如水庫型水體營養(yǎng)鹽分區(qū)評價標(biāo)準(zhǔn)[18]、水庫水環(huán)境質(zhì)量分區(qū)評價技術(shù)規(guī)范等.

政策調(diào)控的核心指標(biāo)可考慮公眾對水環(huán)境保護(hù)滿意率、環(huán)境政策完善狀況、環(huán)境政策執(zhí)行效益;參考指標(biāo)為水源地規(guī)范化建設(shè)狀況、污染源監(jiān)管能力、風(fēng)險監(jiān)控預(yù)警能力、事故應(yīng)急處置能力等.

5 結(jié)論

湖庫生態(tài)安全調(diào)控是保障湖庫生態(tài)安全的關(guān)鍵途徑.該研究從保障湖庫型水體生態(tài)安全的角度，開展了湖庫生態(tài)安全調(diào)控概念辨析、特征及需求分析，研究并系統(tǒng)構(gòu)建綜合性的湖庫生態(tài)安全調(diào)控技術(shù)框架.相關(guān)結(jié)論如下.

①湖庫生態(tài)安全調(diào)控可定義為為維持或改善湖庫生態(tài)安全狀況，以湖庫生態(tài)安全調(diào)控目標(biāo)為導(dǎo)向，針對影響湖庫生態(tài)安全的要素進(jìn)行調(diào)控管理的過程.湖庫生態(tài)安全調(diào)控概念強(qiáng)調(diào)生態(tài)安全應(yīng)以人為本，其調(diào)控目的旨在維護(hù)以人類為終點(diǎn)的生存環(huán)境和生態(tài)服務(wù)的安全;認(rèn)可生態(tài)安全能夠調(diào)控的特性，但強(qiáng)調(diào)側(cè)重于針對人為活動引起的生態(tài)安全問題予以調(diào)控;重視生態(tài)安全調(diào)控與生態(tài)安全評價之間的有機(jī)聯(lián)系.

②湖庫生態(tài)安全調(diào)控具有綜合性、功能導(dǎo)向性、類型差異性、區(qū)域差異性、不確定性調(diào)控管理等特點(diǎn).相應(yīng)地，調(diào)控研究需要遵循流域-水體相互作用的過程管理原則，實(shí)施多要素綜合調(diào)控;需要突出湖庫主體功能或最高目標(biāo)功能對調(diào)控目標(biāo)和措施的導(dǎo)向作用;需要關(guān)注湖庫調(diào)控類型差異、自然和人為影響的空間差異產(chǎn)生的不同調(diào)控需求，注重其對調(diào)控措施篩選優(yōu)化的引導(dǎo);需要保持調(diào)控管理過程的動態(tài)性、信息開放性和適應(yīng)性，確保湖庫生態(tài)安全調(diào)控過程能夠適應(yīng)不確定的環(huán)境和管理需求變化.

③基于T-PIRLEP 的調(diào)控技術(shù)框架以湖庫生態(tài)安全保障目標(biāo)為核心，以生態(tài)承載力為重要約束參考，從影響湖庫生態(tài)安全狀況的人口增長-產(chǎn)業(yè)發(fā)展-資源利用-負(fù)荷控制-生態(tài)保護(hù)-政策管理的耦合作用過程出發(fā)，設(shè)計并采取以人口調(diào)控(P)、產(chǎn)業(yè)調(diào)控(I)、資源利用調(diào)控(R)、負(fù)荷控制(L)、生態(tài)調(diào)控(E)、政策調(diào)控(P)6 類要素為主的調(diào)控措施.調(diào)控過程中，需立足于湖庫調(diào)控類型和調(diào)控定位(如預(yù)防型、治理型或恢復(fù)型)，注重生態(tài)安全評估、調(diào)控目標(biāo)、調(diào)控措施、目標(biāo)可達(dá)性分析之間的有機(jī)銜接和反饋分析.

④針對P-I-R-L-E-P 6 類調(diào)控要素，梳理提出了各類單項(xiàng)調(diào)控的目的、核心調(diào)控因子、研究思路和主要調(diào)控方向.湖庫調(diào)控過程中，在人口和產(chǎn)業(yè)調(diào)控層面，強(qiáng)調(diào)兼顧其規(guī)模、布局和結(jié)構(gòu)調(diào)控;在資源調(diào)控層面強(qiáng)調(diào)資源的高效利用;在負(fù)荷控制層面需要強(qiáng)化上游來水污染、非點(diǎn)源污染控制;在生態(tài)調(diào)控層面更為關(guān)注湖庫特殊生境保護(hù)和敏感水域修復(fù)問題;在政策管理層面更迫切地需要面向湖庫型水體的法規(guī)、管理機(jī)制和相關(guān)技術(shù)規(guī)范等.

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