近日，中国科学院南京地理与湖泊研究所宋春桥、张运林团队在中国湖泊水深空间格局与淡水储量分布热点区研究方面取得重要进展。相关成果以“China’s freshwater lake storage hotspots revealed by bathymetry and typology mapping”为题，发表在National Science Review (《国家科学评论》，NSR)。
该研究基于过去近三十年间开展的多次全国湖泊调查资料与空间统计模型，首次对全国尺度天然湖泊的三维水深及咸淡水类型进行了系统测绘与调查。研究量化了全国2713个天然湖泊（面积大于1 km²）的水储量，揭示了约65%的湖泊淡水储存于西部内流区深水开放型湖泊的全新空间格局，打破了传统的“东淡西咸”认知。这一研究首次精准摸清了全国天然湖泊水资源的“家底”，强调了实施空间差异化“双重水治理策略”对保障国家水安全的紧迫性。
中国湖泊总水储量信息亟待查明：
水资源是国家水安全的基础，水资源的空间分布与储量直接制约国家的发展与安全。中国以仅占全球7%的淡水资源，养育了全球近五分之一的人口。在过去几十年中，卫星遥感技术已经能够大范围追踪湖泊水面面积和水位的动态变化，但在大尺度上，决定湖泊真实水量大小的第三维关键信息（水深），却长期处于未知状态。这种总储量信息的缺失，严重阻碍了对国家地表水资源安全现状的准确评估。为了填补这一关键知识缺失，研究团队系统整合了多次全国湖泊调查、青藏高原综合科学考察及水资源基础调查等获取的资料，汇集了全国588个湖泊的高精度实测水深和地形数据。尽管这些拥有实测数据的湖泊在全国仅占总数的约22%，但其总蓄水量却占据了全国湖泊总储量约87%。
中国湖泊水深呈现显著的空间异质性：
基于实测数据与区域空间统计模型，研究首次精准摸清了天然湖泊的水资源“家底”：全国2713个大于1 km²的天然湖泊总水储量约为1174 km³。在水深分布上，中国湖泊呈现出显著的地形地貌影响下的空间异质性。西部高海拔的内流湖盆区受活跃的构造断陷和冰川侵蚀影响，形成了深水湖泊的集中区（如青藏高原、云贵高原湖区平均水深达20 m以上）。相比之下，东部平原由于河流带来强烈的长期泥沙淤积，湖泊普遍呈现极浅的浅碟形形态，超过85%的湖泊水深不足2 m。
图1. 中国湖泊水深空间分布格局及不同湖区湖泊面积与数量随水深的统计累积频率变化
西部内陆流域成为我国湖泊淡水储量热点区：
传统观念通常认为我国湖泊呈现“东淡西咸”的格局，即东部多淡水湖，西部多咸水湖。然而，三维视角的实测水量数据揭示了一个新的空间格局：在全国约335 km³的天然湖泊淡水总储量中，约65%储存于西部（主要位于青藏高原）内流湖盆区少数几个深水开放型湖泊。一直以来，学术界和公众对我国淡水湖的关注多聚焦于东部平原区及云贵高原，但该研究发现：青藏高原不仅拥有塔若错、玛旁雍错、吴如错等超大型深水淡水湖，其湖区天然湖泊的淡水总储量（~215 km³）更是远超东部平原湖区（约65 km³）。这些极深的高原湖盆造就了西部内陆流域成为我国天然湖泊淡水绝对量的枢纽地位。
图2. 中国天然湖泊淡水与咸水储量空间分布及湖泊淡水量分布的四大热点区空间特征
湖泊水文地理与人口分布存在空间错位：
这种基于自然地形地貌形成的淡水分布格局，导致了我国非常明显的湖泊水文地理与人口的空间不平衡。高达81%的中国人口居住在东部，却仅能直接获取全国23%的天然湖泊淡水储量。青藏高原湖区的人均天然湖泊淡水储量高达20,680 m³，而人口密集的东部平原区仅为65 m³，两者相差近330倍。此外，东部湖区还面临着严重的富营养化等水质退化问题，进一步缩减了实际安全可用的淡水资源量。然而研究同时指出，主要集中分布在东部季风区的庞大人工水库群（总设计库容约1000 km³，几乎是天然淡水湖储量的三倍），极大地缓解了这种天然地表水资源极度不均衡的空间分布。
图3. 中国流域尺度湖泊淡水储量与人口分布的空间错位及湖泊水质富营养化的限制影响
亮点
该研究首次为中国湖泊水资源空间格局确立了调查为主的可靠基础数据，明确了深水湖盆地貌特征对国家尺度湖泊淡水储量分布的决定性作用，研究结果为制定弹性的国家水安全战略提供了关键的科学依据。研究团队创新性地建议我国采取“双重水治理策略”：鉴于西部深水的淡水湖泊大都保持优良水质，应将其定位为国家战略性储备库采取严格保护；而针对供需矛盾突出的东部人口密集区，则应实施“效率导向”策略，通过地表水地下水联合调度、需求侧管理及人工水库优化调配以应对挑战。
中国科学院南京地理与湖泊研究所宋春桥研究员为论文第一作者，中国科学院南京地理与湖泊研究所张运林研究员、宋春桥研究员、刘凯副研究员为论文通讯作者。合作作者包括中国科学院南京地理与湖泊研究所薛滨研究员、詹鹏飞博士和范晨雨博士，中国地质调查局杨伟龙高工，中国科学院青藏高原研究所朱立平研究员，青藏高原研究所/西藏大学张国庆研究员，中国科学院地理科学与资源研究所赵罡研究员，武汉大学冯炼教授，英国班戈大学R. Iestyn Woolway教授。
该研究得到了国家自然科学基金委项目（42371399、42571492和42101402）、国家重点研发计划（2022YFF0711603）、江苏省基础研究计划（BK20240112）和研究所自主部署项目（2022NIGLAS-CJH04）等项目资助。
了解详情，请阅读原文
[点击下方链接或阅读原文] ▼
https://doi.org/10.1093/nsr/nwag245
