在人类活动加剧的背景下，浅水湖泊普遍面临外源污染负荷高、风浪扰动强烈、水体透明度低、水生植被退化等生态困境，传统治理模式往往难以实现水质与生态系统的同步恢复。如何在不完全阻断外源输入的前提下，实现湖泊生态系统的正向演替，是当前湖泊治理领域的一项重大挑战。

    近日，中国科学院南京地理与湖泊研究所胡维平研究员团队，创新性地提出并构建了“湖泊消纳带”（Pollution Absorption Zone, PAZ）系统，在长江流域典型浅水湖泊——长荡湖开展了大规模工程实践。经过近三年的跟踪监测证实，该系统通过工程与生态措施的协同，有效破解了浅水湖泊生态恢复的关键瓶颈，为同类湖泊的治理提供了可复制、可推广的新范式。

图1 湖泊消纳带布局断面图（上图为入湖口邻近区，下图为典型近岸区）

    研究发现，湖泊消纳带系统通过四项核心措施的有机耦合，实现了从“被动承受污染”到“主动拦截净化”的治理模式转变，在消浪、降浊、拦污和促生等方面均取得了显著成效。

    一、显著消浪，营造静水环境：弱风浪区面积显著扩增

    风浪扰动是导致浅水湖泊沉积物悬浮、透明度低的直接原因，也是制约水生植被恢复的关键胁迫因子。研究团队在长荡湖西部入湖区距岸约1 km处，构建了缓坡梯形水下浅滩作为外围屏障。

    同步监测数据显示，在消纳带保护区内，有效波高平均衰减幅度达72%，平均波周期衰减26%。数值模拟进一步证实，在不同风向和常见风速条件下，消纳带内部均能形成显著的弱风浪区。这一物理屏障的建立，从根本上改善了湖泊局部区域的水动力条件，为后续生态恢复奠定了坚实基础。

图2 不同风向下长荡湖有效波高分布情况，其中粉红色虚线框内为消纳区范围

    二、高效降浊，提升水体透明度：关键生境因子明显改善

    强风浪的消除直接导致了沉积物再悬浮强度的大幅减弱。监测结果表明，从湖泊开敞区到消纳带内部，水体悬浮物浓度显著下降，平均透明度从不足23 cm提升至约28 cm，而在受多重保护的入湖河口区，透明度更高达3 cm以上。

    透明度的提升，打破了限制沉水植物光合作用与定居的光环境瓶颈，成功创造了“静水、清水”的窗口期，为水生植被的自然与人工恢复提供了先决条件。

图3 长荡湖不同空间位置透明度与悬浮物浓度对比情况

    三、有效拦污，延缓污染扩散：营养盐负荷得到明显削减

    消纳带系统通过“前置库沉降—导流槽导流—浅滩阻流”的串联设计，改变了污染物直接冲击湖体的传统路径。水流数值模拟显示，主要入湖水流被有效限制在消纳带内迂回流动，水力停留时间显著延长。

    水质监测数据证实，从入湖河口到消纳带，再到开阔湖体，溶解性总氮和溶解性总磷浓度呈现明显的梯度下降。至开阔湖区，水体溶解性总氮和溶解性总磷浓度较入湖口水体分别降低了63.3%和47.8%，表明消纳带有效拦截并净化了入湖污染负荷，减轻了对湖心区的直接冲击。

图4 长荡湖不同空间位置水环境对比情况

    四、成功促生，驱动生态恢复：水生植被面积与多样性大幅增长

    随着风浪平息、水质改善，消纳带内水生植被恢复效果显著。遥感影像与无人机调查显示，工程实施后，消纳带内挺水植物、浮叶植物和沉水植物的分布面积、覆盖度及生物量均较工程前实现大幅增长。

    植被群落结构日益丰富，目前已观测到芦苇、香蒲等多种挺水植物，以及苦草、轮叶黑藻、睡莲等十余种沉水与浮叶植物。恢复的水生植被进一步通过吸收营养盐、抑制沉积物再悬浮、为水生动物提供栖息地等生态功能，强化了系统的自净能力与稳定性，形成了“工程改善生境—植被恢复—生态系统强化”的良性循环。

图5 消纳带内水生植物恢复情况

    综合研究结果表明，“湖泊消纳带”治理模式通过集成化的“工程-生态”协同设计，能够在外源污染输入尚未完全截断的现实背景下，主动创造适宜的局部生境，成功驱动浅水湖泊生态系统从“浊水态”向“清水态”的转换。这一实践不仅验证了以生境改善为先导的修复路径的可行性，也为全球面临类似困境的浅水湖泊治理提供了系统的技术方案和宝贵的实证案例。

    该研究成果以Restoring Shallow Lakes by Constructing Pollution Absorption Zone: Practices and Insights为题，近期发表在期刊Environmental Science & Technology上。论文第一作者为张怡辉助理研究员，通讯作者为胡维平研究员，合作者包括朱金格、彭兆亮、邓建才、罗婧等。研究工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目的资助。

    【核心启示】本研究创新提出的“湖泊消纳带”系统，是一种针对浅水湖泊污染治理与生态恢复的、可模块化推广的集成解决方案。它强调了“分区治理、逐级拦截、生境先行、协同修复”的理念，为破解浅水湖泊治理中“污染持续输入”与“生态恢复需清水环境“之间的矛盾提供了切实可行的新路径。

    【文章信息】Zhang, Y.; Zhu, J.; Hu, W.; Peng, Z.; Chen, H.; Deng, J.; Luo, J.; Yang, J. Restoring Shallow Lakes by Constructing Pollution Absorption Zone: Practices and Insights. Environ. Sci. Technol. 2025. https://doi.org/10.1021/acs.est.5c06249