中國網/中國發(fā)展門戶網訊  構建西部生態(tài)屏障是推進生態(tài)文明建設和實現“美麗中國”目標的重要戰(zhàn)略舉措，對于保障國家生態(tài)安全與促進區(qū)域協(xié)調發(fā)展具有深遠意義。作為我國生態(tài)環(huán)境最為敏感的區(qū)域之一，西部地區(qū)涵蓋青藏高原、黃土高原、內蒙古高原等關鍵生態(tài)區(qū)，兼具生態(tài)脆弱性與資源富集性，承擔著水源涵養(yǎng)、氣候調節(jié)與固碳減排等關鍵生態(tài)功能，是國家生態(tài)戰(zhàn)略資源的重要承接地。在高質量發(fā)展加速推進的背景下，西部生態(tài)屏障的建設已不僅限于生態(tài)保護范疇，更成為推動區(qū)域經濟轉型和實現發(fā)展方式由資源密集型向綠色低碳型轉變的戰(zhàn)略支點。

然而，隨著西部地區(qū)經濟的快速發(fā)展，能源礦產開發(fā)與農業(yè)活動的持續(xù)擴張使區(qū)域生態(tài)環(huán)境面臨著前所未有的壓力。生態(tài)系統(tǒng)遭受破壞、環(huán)境污染日益加劇，加之氣候變化影響疊加，使生態(tài)系統(tǒng)功能退化風險加劇。尤其在特殊的地理氣候條件下，污染物遷移與降解過程緩慢，礦產開發(fā)引發(fā)的水土污染、農業(yè)面源污染及重金屬殘留等問題相互交織，對生態(tài)系統(tǒng)造成長期的累積性影響。若污染問題得不到有效遏制，將嚴重削弱生態(tài)屏障功能，影響國家生態(tài)安全格局。因此，穩(wěn)固西部生態(tài)屏障，已成為保障國家生態(tài)安全與實現可持續(xù)發(fā)展的迫切任務。

在此背景下，科技創(chuàng)新成為破解西部環(huán)境污染治理難題的關鍵突破口。近年來，現代環(huán)保技術快速發(fā)展，污染防控手段不斷革新，為提升污染治理效能、降低環(huán)境風險提供了新的可能。通過加強污染源識別與監(jiān)測、推廣綠色治理技術，科技手段顯著提升了治理效率，助力西部地區(qū)實現綠色轉型。特別是西部地區(qū)作為我國重要的碳匯區(qū)域，其草原、森林和濕地生態(tài)系統(tǒng)在固碳減排、調節(jié)氣候方面發(fā)揮著重要作用，與實現“雙碳”目標密切相關。加強西部生態(tài)保護與修復，不僅有助于增強區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，還將為我國應對全球氣候變化提供重要支撐。

然而，西部生態(tài)屏障建設是一項多維度、跨領域的系統(tǒng)工程，亟須凝聚國家戰(zhàn)略意志、地方治理實踐與多元社會力量。在此過程中，科技創(chuàng)新將在支撐體系構建、路徑優(yōu)化與政策實施中發(fā)揮關鍵驅動作用。本文圍繞西部生態(tài)屏障建設，系統(tǒng)梳理區(qū)域環(huán)境污染現狀、治理挑戰(zhàn)與科技應對路徑，提出構建科技支撐體系的戰(zhàn)略框架，旨在為提升西部生態(tài)環(huán)境治理能力與綠色發(fā)展水平提供理論支持與實踐指導。

西部生態(tài)屏障區(qū)的環(huán)境污染現狀及成因

西部生態(tài)屏障區(qū)的生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定不僅關系到區(qū)域可持續(xù)發(fā)展，更對全國乃至全球生態(tài)系統(tǒng)具有重要意義。然而，在復雜的自然地理條件與人類活動的雙重作用下，該區(qū)域正面臨日益嚴峻的環(huán)境污染挑戰(zhàn)。污染問題呈現出顯著的區(qū)域分異性與跨介質協(xié)同效應，其成因既有地質背景的先天制約，也受發(fā)展模式與治理能力的后天影響。

環(huán)境污染特征的區(qū)域差異性與共性

西部生態(tài)屏障區(qū)的污染特征呈現出顯著的區(qū)域差異性，同時也表現出一定的共性規(guī)律。從空間分布來看，污染類型、強度與區(qū)域自然地理條件和人類活動密切相關。青藏高原作為“亞洲水塔”，其污染問題主要表現為全球性污染物跨境傳輸與本地活動疊加的特征。持久性有機污染物（POPs）、重金屬等通過大氣環(huán)流跨境遷移，在高原低溫環(huán)境下形成“冷阱效應”而富集；而礦產資源開發(fā)、旅游業(yè)發(fā)展等本地活動加劇了污染的空間異質性。云貴川渝喀斯特地區(qū)因獨特的地質結構，形成了“高背景值-強人為擾動-低環(huán)境容量”的污染格局，土壤重金屬污染與地下水系統(tǒng)污染相互耦合，并通過農產品影響人體健康。黃土高原面臨傳統(tǒng)污染物與新污染物的疊加，土壤中石油烴、重金屬與抗生素、微塑料并存，水體中硝酸鹽等傳統(tǒng)污染物與全氟/多氟烷基化合物等新污染物形成復合污染。內蒙古高原呈現“自然源與人為源協(xié)同放大”的特征，地下水中氟、砷的高背景值與工業(yè)排放疊加，大氣污染中沙塵與工業(yè)廢氣排放相互耦合。

從污染介質角度，該區(qū)域污染呈現多介質協(xié)同與跨介質遷移特征。污染物不僅存在于單一介質中，還通過水循環(huán)、大氣環(huán)流、生物鏈等途徑實現不同介質或營養(yǎng)級間的遷移轉化。例如，青藏高原冰川的加速消融釋放歷史沉積污染物，形成“冰川—徑流—土壤”的遷移路徑；云貴川渝喀斯特地區(qū)的地下水污染則通過巖溶管道迅速擴散，影響地表水和土壤環(huán)境。從污染物類型角度，各區(qū)域的主導污染物表現出明顯差異。其中青藏高原以POPs和重金屬為主要特征，云貴川渝喀斯特地區(qū)以鎘、砷等重金屬污染為主要特征，黃土高原和內蒙古高原則面臨傳統(tǒng)污染物與新污染物污染的雙重壓力。

環(huán)境污染成因的多維度分析

西部生態(tài)屏障區(qū)的環(huán)境污染是在自然本底、人類活動、治理短板共同作用下形成和演化的，其成因可從以下3個維度進行解析。

自然本底的制約。西部生態(tài)屏障區(qū)特殊的地質、氣候和水文條件為污染物的積累與遷移提供了先天基礎。青藏高原的“岡底斯成礦帶”使得鉻、銅等重金屬本底值顯著高于全球平均水平；云貴川渝喀斯特地區(qū)母巖風化過程中鎘的富集導致土壤鎘背景值偏高；內蒙古高原地下水中氟、砷的高背景值則與區(qū)域地質構造密切相關。脆弱的氣候與水文條件進一步放大了污染效應。例如：青藏高原的低溫干燥環(huán)境降低了污染物的降解速率；黃土高原年均降水量不足400毫米，限制了污染物的自然稀釋與遷移能力。復雜的地形與大氣環(huán)流也促使西部生態(tài)屏障區(qū)成為污染物的富集區(qū)，南亞季風與西風環(huán)流將印度、中亞等地的污染物輸送至青藏高原，而沙塵則將蒙古高原的顆粒物向東傳輸，形成跨區(qū)域污染。

人類活動的驅動。在自然本底的基礎上，粗放的人類活動是導致西部生態(tài)屏障區(qū)環(huán)境污染加劇的直接原因。礦產資源開發(fā)過程中排放的尾礦、廢水和廢氣導致重金屬和有害元素向環(huán)境釋放，如青藏高原的采礦活動、云貴川渝的有色金屬開采、黃土高原的能源開發(fā)等均對周邊生態(tài)環(huán)境造成顯著影響?？焖俪鞘谢c基礎設施建設帶來了新型污染問題，垃圾填埋場滲濾液污染土壤與地下水，旅游業(yè)發(fā)展導致塑料垃圾激增，交通基礎設施建設產生揚塵與尾氣污染。低效的農業(yè)生產方式加劇了面源污染?；兽r藥濫用引發(fā)水體和土壤污染，污水灌溉進一步引入了重金屬和有機污染物，大量養(yǎng)分流失更加劇了水體富營養(yǎng)化。能源結構以煤為主，傳統(tǒng)生物質燃料使用率高，不僅造成室內空氣污染，還加速植被破壞，形成“能源貧困—環(huán)境污染—生態(tài)退化”的惡性循環(huán)。

治理體系落后。治理能力的不足是導致西部生態(tài)屏障區(qū)污染問題長期存在的重要原因。監(jiān)測與科研基礎薄弱制約了精準治污。例如，黃土高原對抗生素抗性基因等新污染物的研究顯著不足，嚴重影響了風險識別與管控。治理技術與管理手段滯后，復雜地形使得污染修復成本高昂，喀斯特地區(qū)污染擴散路徑難以預測，揮發(fā)性有機物（VOCs）與氮氧化物（NO_x）的協(xié)同控制技術尚未突破，導致單一治理措施可能引發(fā)新的環(huán)境問題?？鐓^(qū)域污染問題治理缺乏協(xié)調機制，如中蒙邊境沙塵暴的治理缺乏系統(tǒng)性合作。政策與標準體系仍不完善，生態(tài)補償機制缺位，行業(yè)排放標準與區(qū)域環(huán)境容量不匹配，如云貴川渝地區(qū)的工業(yè)固廢堆存問題長期得不到有效解決。

生態(tài)環(huán)境污染演變的趨勢

在氣候變化與人類活動的持續(xù)作用下，西部生態(tài)屏障區(qū)的污染問題正呈現出新的動態(tài)演化趨勢。氣候變化改變了污染物的環(huán)境行為與遷移路徑，如冰川加速消融釋放歷史沉積污染物，黃土高原降水變化影響污染物的稀釋能力，極端天氣事件頻發(fā)進一步加劇了污染的突發(fā)性和不可預測性。新污染物風險日益凸顯?？股?、微塑料、全氟/多氟烷基化合物等環(huán)境行為與生態(tài)效應尚不明確，其在西部特殊環(huán)境下的遷移轉化規(guī)律更具不確定性。與此同時，綠色轉型也可能帶來新的環(huán)境問題，如新能源開發(fā)帶來的光伏組件回收、風機噪音等風險可能對生態(tài)系統(tǒng)產生“蝴蝶效應”式的次生影響。

科技支撐西部環(huán)境污染防治所取得的成就

西部地區(qū)環(huán)境問題具有顯著的復雜性與地域特殊性，亟須在基礎研究層面突破關鍵科學瓶頸。“十三五”以來，我國通過部署一系列重大科技專項，在污染物遷移機制、生態(tài)修復原理與風險防控體系等方面取得了突破性進展。

大氣污染治理領域

針對青藏高原跨境傳輸難題，中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項（A類）“泛第三極環(huán)境變化與綠色絲綢之路建設”、中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項（B類）“青藏高原多圈層相互作用及其資源環(huán)境效應”與第二次青藏高原綜合科考項目系統(tǒng)解析了吸光性碳氣溶膠、重金屬及新污染物的來源與跨境傳輸路徑。結果發(fā)現青藏高原地區(qū)黑炭氣溶膠較10年前有顯著下降，但南亞對青藏高原上空黑碳的貢獻率卻穩(wěn)步增加。相關研究不僅揭示了全球氣候變化與污染物遷移之間的耦合機制，還通過建立跨境污染源指紋圖譜，為我國參與國際環(huán)境公約談判提供了關鍵數據支撐。在履行《斯德哥爾摩公約》和《國際汞公約》過程中，相關研究數據已成為界定污染責任邊界的重要科學依據，為有效維護國家環(huán)境權益提供有力支撐。

水體污染治理領域

國家“水體污染控制與治理”科技重大專項聚焦高原湖泊富營養(yǎng)化防治，突破了相關技術瓶頸。以洱海治理為例，科研團隊研發(fā)了“富營養(yǎng)化初期湖泊水污染綜合防治技術”，創(chuàng)新構建了“山水林田湖草”一體化系統(tǒng)治理模式。技術突破主要體現在3個方面：創(chuàng)建了基于穩(wěn)定同位素示蹤的氮磷溯源技術，能夠精準識別農業(yè)面源與旅游污染的貢獻率；開發(fā)了“濕地—庫塘—湖濱帶”三級污染物攔截系統(tǒng)，有效削減入湖污染負荷；構建了沉水植物群落重建技術體系，顯著提升了湖泊生態(tài)系統(tǒng)完整性。2020年洱海全湖水質連續(xù)7個月達到Ⅱ類、5個月達到Ⅲ類，284個國家控制點位水質評價為“優(yōu)”，標志著我國高原湖泊治理技術已達到國際領先水平。

土壤污染防治領域

針對重金屬污染隱蔽性強、修復難度大的特點，科學技術部部署的“污染土壤風險管控與安全利用”項目取得重大突破。在貴州銅仁汞污染治理中，中國科學院地球化學研究所發(fā)現我國內陸居民甲基汞的主要暴露途徑是稻米而非魚類，打破了國際傳統(tǒng)認識，揭示了人類甲基汞暴露新途徑?；诖?，研究團隊研發(fā)了“甲基汞暴露風險評估BRV新方法”，并提出了“富硒—抑鎘—抗汞”高經濟價值作物品種的正負面清單篩選農藝調控技術，開創(chuàng)了“出淤泥而不染”的污染土壤風險管控與安全利用新模式。

科技支撐西部環(huán)境污染防治所面臨的挑戰(zhàn)

我國西部地區(qū)承載了大部分資源與能源消耗型產業(yè)，其生態(tài)系統(tǒng)面臨水土流失、土地退化、自然災害頻發(fā)與污染物累積疊加等多重壓力。在“雙碳”的目標驅動下，西部地區(qū)能源結構轉型勢在必行。然而，轉型期也伴隨著前所未有的機遇和挑戰(zhàn)，西部生態(tài)屏障區(qū)的構建亟需科技在環(huán)境污染防治中的支撐，且仍面臨一系列挑戰(zhàn)。

西部環(huán)保科技能力與戰(zhàn)略定位之間存在結構性失衡

西部地區(qū)在國家生態(tài)文明建設、鄉(xiāng)村振興及“美麗中國”建設戰(zhàn)略中具有重要地位，但其環(huán)?？萍纪度肱c科研能力難以支撐相應戰(zhàn)略需求。受經濟發(fā)展水平制約，西部地區(qū)環(huán)境治理資金投入長期不足。區(qū)域間污染物監(jiān)測能力與管理能力差異顯著，加之部分地區(qū)仍存在落后產能過剩和綠色貿易壁壘等問題，嚴重制約了區(qū)域減污降碳協(xié)同推進治理進程。

科技支撐體系缺乏系統(tǒng)性戰(zhàn)略規(guī)劃

支撐西部生態(tài)屏障區(qū)建設的科技力量缺乏頂層設計與長遠布局，戰(zhàn)略定位不清晰，創(chuàng)新主體間功能定位重疊，科研院所國家使命導向不突出，高校的科研組織體系建設相對滯后，基礎研究在投入總量與結構上均存在明顯短板，尚未形成滿足前沿領域“領跑”需求的創(chuàng)新體系。以新污染物治理為例，現有項目多聚焦于單一污染物，缺乏跨界融合與系統(tǒng)性協(xié)同，造成資源分散、配置效率低下。

污染類型疊加與治理難度顯著提升

西部地區(qū)面臨資源依賴型經濟與生態(tài)脆弱性雙重挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)污染問題尚未根治，新污染物所引發(fā)的復合型污染已然顯現。工業(yè)污染的歷史累積效應顯著，敏感生態(tài)系統(tǒng)的修復難度大，復雜地質條件加劇污染溯源難度。此外，隨著新能源產業(yè)快速發(fā)展，其全生命周期（采礦、加工、建設、回收）伴生的高能耗、多污染物排放，以及化學品與新污染物的安全風險，已成為亟待應對的重大科學與社會問題。同時，當前在新能源產品“全周期清潔利用”的戰(zhàn)略部署中，也缺乏系統(tǒng)性、長周期的環(huán)境監(jiān)測與風險評估框架。

環(huán)?？萍既瞬胖误w系嚴重不足

西部地區(qū)環(huán)保科技人才儲備不足，創(chuàng)新能力統(tǒng)籌協(xié)調機制薄弱，區(qū)域發(fā)展不均尤為突出。全國11所擁有“環(huán)境科學與工程”或“農業(yè)資源與環(huán)境”領域“雙一流”學科的高校均未分布在西部地區(qū)，國家級環(huán)境保護領軍人才和青年拔尖人才來自西部的人才占比很少。同時，該區(qū)域國家部委環(huán)?？蒲许椖苛㈨棓碉@著低于全國平均水平?；鶎迎h(huán)境管理機構配置不健全，導致政策執(zhí)行滯后，進一步制約了治理體系和治理能力的提升。

西部環(huán)境污染防治的關鍵性科技任務

西部生態(tài)屏障區(qū)在涵養(yǎng)水源、防風固沙、水土保持、氣候調節(jié)等方面具有不可替代的生態(tài)功能。然而，該區(qū)域普遍存在經濟發(fā)展滯后、人均收入較低、城鎮(zhèn)化水平不高等問題，面臨鞏固脫貧攻堅成果與推進鄉(xiāng)村振興雙重壓力。在此背景下，亟須統(tǒng)籌生態(tài)保護與經濟發(fā)展的雙重目標，依托科技創(chuàng)新，因地制宜推進綠色低碳轉型，提升生態(tài)屏障區(qū)的綜合承載力與可持續(xù)發(fā)展能力。

開展重點領域和關鍵環(huán)節(jié)的技術攻關和協(xié)同創(chuàng)新

圍繞新污染物治理、區(qū)域大氣污染防控、水環(huán)境質量改善、土壤與地下水保護修復、固體廢物資源化利用、生物多樣性與生態(tài)安全、環(huán)境健康與風險評估、氣候變化與協(xié)同治理、綠色發(fā)展與環(huán)境政策綜合模擬等領域開發(fā)系列污染控制與治理的新標準、新方法、新技術及新裝備。緊扣西部生態(tài)屏障區(qū)建設的作用和效能，以搭建污染物監(jiān)測網絡為基礎，以科技創(chuàng)新為支撐，精準識別高關注、高產（用）量、高檢出率及分散式用途的新污染物，構建典型環(huán)境污染物排放清單，初步建立與國家監(jiān)測體系銜接的新污染物環(huán)境調查與監(jiān)測體系；結合關鍵影響因素，構建污染物排放趨勢預測模型，揭示污染物在大尺度環(huán)境中的遷移轉化機制及主要產物結構特征。進一步整合區(qū)域內空氣、地表介質、生物和人體樣本數據，系統(tǒng)評估污染物多尺度、跨介質遷移耦合機制及其對生態(tài)與健康的潛在風險，為西部生態(tài)系統(tǒng)安全與服務功能保障提供重要科學支撐。

因地制宜解決區(qū)域突出環(huán)境問題

結合環(huán)境化學、地球科學、生態(tài)學等多學科優(yōu)勢，面向“生態(tài)文明建設與可持續(xù)發(fā)展”國家戰(zhàn)略需求，聚集青藏高原、黃土高原、內蒙古高原、云貴川渝、新疆北方防沙治沙帶等關鍵生態(tài)屏障區(qū)，深入探究其脆弱環(huán)境質量的形成與演變機制，以及可持續(xù)發(fā)展途徑。在重點區(qū)域設立新污染物環(huán)境調查監(jiān)測試點，探索多目標、跨行業(yè)、全過程污染協(xié)同防控機制，系統(tǒng)研究污染物作用機制、風險效應、監(jiān)測預警及治理修復路徑，構建全鏈條科技支撐體系，為區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護與高質量發(fā)展提供系統(tǒng)解決方案。

系統(tǒng)總結西部生態(tài)屏障區(qū)環(huán)境污染過程與演化規(guī)律

開展面向環(huán)境—社會復合系統(tǒng)的基礎科學研究，系統(tǒng)揭示西部生態(tài)屏障區(qū)環(huán)境質量的長期演變規(guī)律與健康風險驅動機制?；诙嘁蜃玉詈?，探索污染物在復合系統(tǒng)中的效應與修復機制，厘清社會系統(tǒng)壓力、環(huán)境系統(tǒng)承載力及其調控機制，提出和諧協(xié)調的污染調控與生態(tài)恢復策略。進一步構建基于環(huán)境系統(tǒng)—社會系統(tǒng)和諧的區(qū)域環(huán)境質量理論框架及綜合性定量評估與可持續(xù)修復理論體系。

深入解析西部生態(tài)屏障區(qū)環(huán)境效應、生命健康與調控機理

深入開展“地表—地下”二元地質結構條件下的水文地質過程效應與污染控制研究，構建以區(qū)域可持續(xù)發(fā)展為核心的“水—土—氣—生—巖—人”多環(huán)境要素集成的污染治理模式與區(qū)域發(fā)展效應評估體系。重點探索高寒低氧環(huán)境中典型污染物在高原生態(tài)系統(tǒng)代表性物種體內的累積、代謝規(guī)律及環(huán)境風險；研究逆溫條件下大氣污染演變、轉化及二次污染生成規(guī)律，揭示污染形成機理。系統(tǒng)開展典型區(qū)域POPs健康風險評估及其源解析、遷移與轉化路徑研究，深入闡明污染物對高原人群的潛在健康危害機制。

構建基于社會系統(tǒng)—環(huán)境系統(tǒng)協(xié)調的可持續(xù)發(fā)展技術體系

實現環(huán)境系統(tǒng)與社會系統(tǒng)動態(tài)變化的監(jiān)測與評估，推動環(huán)境質量現場實時在線監(jiān)測裝備及數據分析產品產業(yè)化。針對西部生態(tài)屏障區(qū)面臨的突出環(huán)境問題，研發(fā)低成本、易操作、可復制、可推廣、可考核的環(huán)境污染防治和可持續(xù)修復技術方案；建立國家及區(qū)域級重大環(huán)境污染防治工程技術示范區(qū)。推動綠色環(huán)境可持續(xù)修復與山地生態(tài)農業(yè)、“雙碳”產業(yè)、生物能源、生態(tài)旅游等多元產業(yè)協(xié)同發(fā)展，培育環(huán)境—社會跨領域的多產業(yè)集群技術創(chuàng)新鏈，構建閉合生態(tài)技術體系。

綜上所述，西部生態(tài)屏障區(qū)環(huán)境污染防治亟須以科技創(chuàng)新為核心驅動力，統(tǒng)籌生態(tài)保護與區(qū)域發(fā)展。在聚焦關鍵領域科學問題與重大工程技術需求的基礎上，應加快構建系統(tǒng)性、前瞻性、可持續(xù)的科技支撐體系，推動污染防治、生態(tài)修復與社會經濟協(xié)同發(fā)展，為筑牢我國生態(tài)安全屏障、實現“美麗中國”建設目標提供堅實的科技保障。

（作者：王亞韡、黎娟、江桂斌，中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心；編審：楊柳春；《中國科學院院刊》供稿）