黃河流域生態保護和高質量發展研究框架

左其亭

（1.鄭州大學水利科學與工程學院，河南鄭州450001；2.鄭州市水資源與水環境重點實驗室，河南鄭州450001）

1 引 言

黃河是中華民族的母親河，孕育了燦爛的中華文化。然而，隨著全球氣候變化和人類活動的發展，黃河出現了水資源短缺、水環境污染等問題，嚴重影響區域經濟社會可持續發展。2019年9月18日，習近平總書記在河南考察期間主持召開了黃河流域生態保護和高質量發展座談會，并發表重要講話，提出了黃河流域生態保護和高質量發展重大國家戰略。這是黃河流域生態保護和發展的重大戰略布局，也是黃河治理史上的一個里程碑。黃河復雜難治，黃河流域生態保護和高質量發展重大國家戰略的順利實施需要全社會有關方面的共同努力，涉及多學科的理論基礎和重大科技問題，有些理論和問題需要進一步攻克，有些需要綜合集成研究，有些需要多學科交叉研究。因此，進一步集中研究其理論基礎和重大科技問題具有重要意義。

關于黃河的研究由來已久，取得的成果不計其數，涉及自然科學、社會科學許多方面。從目前的研究來看，多集中在黃河水沙科學與泥沙治理［1-3］、河道和灘區治理［4-5］、洪水及災害治理［6-7］、水資源配置及調控［8-9］、生態環境［10-11］、河流健康［12-13］、黃河文化［14］、生態景觀［15］、流域和區域發展［16］、法制和制度研究［17］等方面，局限于某些專業研究領域。如何從生態文明建設需求、重大國家戰略需求高度，用科技支撐黃河流域生態保護和高質量發展重大國家戰略的實施，則急迫需要開展有針對性、系統性、宏觀層面、多學科交叉的深入研究。

基于上述背景，筆者在分析已有研究成果的基礎上，深入理解習近平總書記2019年9月18日的講話精神，從貫徹落實重大國家戰略的高度，總結提出黃河流域生態保護和高質量發展重大國家戰略的理論基礎和重大科技問題研究框架，并給出其研究方向和發展路線圖，以期為黃河流域國家戰略的進一步研究和順利實施提供參考。

2 對黃河流域生態保護和高質量發展戰略的理解和認識

2.1 戰略的提出背景及目標定位

根據筆者的理解和分析，認為黃河流域生態保護和高質量發展戰略的提出主要基于以下背景：①黃河流域水資源保障形勢嚴峻，河流水環境惡化、生物多樣性受損、流域生態環境脆弱，生態環境亟待改善和保護；②黃河流域水問題日益突出，已經影響到經濟發展、小康社會建設，不能滿足人民對美好生活的要求，發展質量有待提高；③新時代中國特色水利的歷史使命［18］，保障河流安全、支撐經濟社會高質量發展、傳承中華水文化，需要在黃河流域具體落實；④黃河問題復雜，治理難度大，不是一個部門能夠解決的，非一日之功，需要從國家層面，像長江經濟帶發展一樣，上升到重大國家戰略，下大力氣綜合治理。

根據對該戰略提出背景和發展目標的分析，筆者把該戰略的目標定位表述為：針對黃河流域生態和發展問題，著眼于生態文明建設全局，以生態保護為基礎，以水旱災害治理為要務，以高質量發展為落腳點，堅持山水林田湖草綜合治理、系統治理的思想，尊重自然規律和經濟社會發展規律，共同抓好大保護，協同推進大治理，實現高質量發展，讓黃河造福人民。

2.2 戰略實施的主要指導思想

（1）人水和諧思想。人類活動或多或少都會影響到自然，包括水系統。無數的發展教訓告誡人們，人類不能凌駕于自然之上，人類必須限制自己的行為，使人與自然和諧相處。人類開發利用水資源，必須限制在其承載能力范圍內，走人水和諧之路是必然選擇。

（2）可持續發展思想。人類社會的發展不能破壞人類賴以生存的自然界，當代人的發展還要考慮子孫后代的發展，這就是可持續發展思想。

（3）生態文明思想。生態文明是繼原始文明、農業文明和工業文明之后逐漸興起的社會文明形態。在伴隨經濟社會發展的同時，把生態放在優先地位，加強生態環境保護，樹立生態興則文明興的理念，走生態文明建設之路。

（4）系統治理思想。治理好黃河，需要統籌考慮上下游、干支流、左右岸，需要兼顧開發與保護的協調和不同地區、不同行業、不同階段的協調，另外還需要選擇最佳治理途徑，這都要堅持系統治理思想。

（5）節水優先思想。水資源是有限的，必須把水資源作為最大的剛性約束，堅持節水優先思想，建設節水型社會。節水型社會體現了人類發展的現代理念，代表著高度的社會文明，也是現代化的重要標志。

（6）高質量發展思想。流域內人民群眾生活水平有待進一步提高，仍然存在防洪安全、飲水安全、生態安全等問題，需要推動更高質量、更有效率、更加公平、更可持續的發展，促進全流域高質量發展。

（7）文化自信思想。文化自信是對自身文化價值的充分肯定、積極踐行和堅定信心。黃河流域是中華文化的發祥地，保護好、傳承好黃河文化對堅定文化自信具有重要意義，這是治理好黃河的精神力量和靈魂所在。

2.3 戰略實施的主要抓手

習近平總書記在講話中指出，黃河問題表象在黃河，根子在流域，治理黃河重在保護，要在治理，并從5個方面提出戰略要求，這也正是戰略實施的主要抓手。

（1）加強生態環境保護。生態系統是自然界的生命共同體，是生態文明建設的載體，是保護黃河的基本點和著眼點，是該戰略實施的第一抓手、直接抓手。如果生態環境保護不好，黃河就不可能保護好，更談不上高質量發展。

（2）保障黃河長治久安。“黃河寧，天下平”，從古至今，黃河治理都是安民興邦的一件大事。黃河水少沙多、水沙關系不協調，是黃河復雜難治的癥結所在。只有緊緊抓住水沙關系調節這個“牛鼻子”，完善水沙調控機制，減緩黃河下游淤積，才能確保黃河安瀾。

（3）推進水資源節約集約利用。一方面，水資源量是有限的，必須走節約集約利用的道路，堅持節水優先是我國新時代治水的指導思想；另一方面，科學調控好水資源分配，最大限度地發揮水資源在促進人民生活水平提高、經濟發展和生態環境保護中的作用。通過優化配置水資源，獲得最大的綜合效益，為人民造福。

（4）推動黃河流域高質量發展。按照從實際出發、因地制宜、科學施策、分類施策的思路，探索黃河流域高質量發展路線，既要保證流域生態環境健康發展，又要改善民生、促進經濟社會可持續發展。

（5）保護、傳承、弘揚黃河文化。黃河文化是中華文明的重要組成部分，是中華民族的根和魂。首先要保護好黃河文化遺產，其次要傳承好黃河文化，講好“黃河故事”，延續歷史文脈，這是我們這個時代應負的歷史責任。此外，還要弘揚好黃河文化，堅定文化自信，為實現中華民族偉大復興凝聚精神力量。

3 戰略實施的理論基礎

實施黃河流域生態保護和高質量發展國家戰略，是一項非常龐大的系統工程，涉及社會眾多部門和領域，許多理論問題和科技問題需要綜合多學科進行研究。按照筆者的理解，分類總結了實施該戰略需要的理論基礎和需要解決的重大科技問題，如圖1所示。

3.1 水文學與水資源

（1）水循環理論。自然界中的水經歷著周而復始的循環運動，這是水系統的基本原理，也是水能夠被持續利用的基本特征。人類活動對水系統的所有作用都應遵循自然界水循環規律，所有的研究都要符合水循環理論。

（2）水量平衡理論。一定區域一定時間內水量輸入減去輸出等于儲水量的變化量，即水量是守恒的，這是物質守恒定律在水資源系統中的具體反映。人類開發利用水資源都符合水量平衡理論，比如一個地區用水增加必然會減少另一相關地區用水，生產生活用水增加必然會減少生態用水。這也是“量水而行”“合理用水”“節約用水”的理論依據。

（3）水資源空間均衡理論。推行空間均衡是我國治水方針之一。水資源分布的空間不均衡性導致人類用水在空間上的不匹配，需要在一定條件下實施跨區域、跨流域調水。當然，調水需要遵循自然規律，不能超出水資源承載能力，要維系水資源開發、利用與保護在空間上的相對穩定的平衡狀態［19］。

（4）水資源適應性利用理論。自然界和人類社會時刻處在變化之中，水資源的開發利用也應適應氣候變化和人類活動變化，適時改變治水策略，依據水資源適應性利用理論［20］，對水資源進行科學調配。

（5）水資源可持續利用理論。水是人類生存和發展不可或缺的資源，必須保持水資源可持續利用。因此，在水資源開發利用和保護中都要考慮水資源可持續利用，即遵循水資源可持續利用理論。

3.2 水工程與水安全

（1）水工程優化布局系統理論。水工程是人類從古至今利用水的一種最普通的方式。隨著人類活動加劇和水工程規模不斷擴大，水工程建設的問題越來越復雜，需要進行優化布局。這就需要用到系統理論，實現在一定約束條件下達到工程建設綜合效益最大。

（2）水沙關系調控理論。黃河的水沙問題歷來是難以攻克的難題，既是理論技術問題，也是實踐問題。幾千年的治黃歷史也是調控水沙關系的歷史，前人積累了大量的經驗，為水沙關系調控理論研究奠定了基礎。黃河水沙調控和治理需要依據水沙關系調控理論，但黃河水沙關系復雜，水沙關系調控理論研究任重而道遠。

（3）水安全理論。水安全與糧食安全、能源安全并列為世界三大安全問題，保障水安全是國家安全的重要方面。水安全包括水資源安全、水環境安全、水生態安全、水工程安全、供水保障安全、洪澇防御安全等。在流域層面上進行任何人類活動，都要確保水安全，保證河流安瀾、人民安寧。

3.3 水環境與水生態

（1）水污染防治理論。一般來講，人類生活、生產都會產生一定量的污染物質，排放的污染物數量如果在自然界的承受能力范圍內，就不會引起太大的污染問題；反過來，如果超過其承受能力范圍，就會帶來環境污染問題。隨著人口增長、經濟發展，帶來的污染越來越嚴重，因此首先要預防污染，其次要治理污染。

（2）水生態修復理論。水生態系統一旦遭到破壞，就應該及時進行人工修復，創造一個近自然、良性循環、生物鏈完整的水生態系統，提高水體的自凈能力，實現人與自然和諧共生。

（3）河湖健康理論。該理論認為，河湖像一個生命體一樣，具有生命。為了實現河湖功能永續利用，就必須維持河湖生命健康。河湖健康理論是加強河湖管理、保護河湖的理論依據。

3.4 水經濟法律與社會發展

（1）水經濟學理論。人類對水資源的開發利用伴隨著多種多樣的經濟活動，不斷產生和豐富了水經濟學理論，包括水資源價值理論、水市場理論、循環經濟理論等，是人類從事水資源經濟活動、以經濟為杠桿管理水資源的理論依據。

（2）資源環境法基礎理論。流域治理和發展涉及較多的法律，其中關于保護資源、保護環境方面的一系列法規，對保護資源、利用資源、防治污染和其他公害等具有重要作用。資源環境法具有特殊性，既調整人與人之間的關系，又調整人與自然之間的關系，是一類內容豐富的法律體系。

（3）高質量發展理論。高質量發展理論是新時代針對經濟轉型提出的新理論，追求的是效率更高、供給更有效、結構更高端、生產更綠色、社會更和諧的經濟增長，為了高質量發展甚至可以犧牲一定的經濟增長速度。

3.5 水文化與黃河文化

（1）文化價值理論。傳統觀點認為，只有經濟領域能夠創造財富，文化領域只進行價值消費，不能直接產生經濟財富；文化價值理論認為，文化是有價值的，文化是整個民族或整個人類長期積累的產物，對促進社會團結、集中人類智慧、確保經濟持續發展都具有重要價值。

（2）文化保護傳承弘揚基礎理論。包括文化遺產保護、文化傳承、文化弘揚的方法和途徑，文化背后的歷史、藝術、科學價值挖掘方法，文化的繼承、借鑒與創新思路，傳統文化的保護政策、制度、行政管理體系、宣傳教育體系等。

4 戰略實施的重大科技問題

4.1 生態環境保護

（1）生態環境區劃及分區目標優化。黃河流域地理空間跨度大，氣候和地理特征差異顯著，生態環境表象具有明顯的空間地域性。需要在現代流域發展思想指引下，充分考慮全國國土空間格局，對黃河流域生態環境格局進行空間優化，合理劃定生態環境保護分區；充分考慮上中下游的差異和空間格局生態功能的不同要求，優化分區保護目標，實現上中下游、不同空間格局因地制宜治理黃河生態的目標。

（2）生態紅線指標及閾值確定。根據現代發展理念，制定生態紅線指標選擇原則，針對不同區域和類型的生態，選擇合適的紅線指標；通過大量研究，確定生態紅線指標的閾值，比如納污能力、生態流量、生態水位、森林面積、濕地面積、生物多樣性指標等。

（3）重點水域保護目標及保護修復。通過大量調查和試驗，分析確定黃河干流和支流主要河段、水庫、濕地、湖泊生態保護目標，提出黃河源區、上中下游以及河口水生態保護與修復的措施。

（4）生態環境保護技術研發與集成。生態環境保護涉及多種技術，比如不同污染物治理、農村面源污染治理、節水、清潔生產、水土保持、生態健康評價、環境風險評估與防治等技術，需要繼續開展各種生態環境保護技術的研發和應用；系統解決全流域生態環境保護問題，需要集成多種技術，進行分類施策、系統治理、綜合治理。

4.2 水沙調控與水安全

（1）水沙關系及調控機制。通過大量連續觀測，揭示黃河泥沙分布規律、產生過程、影響因素、水沙關系以及作用機制等；基于觀測數據和理論分析，揭示水沙調控機制，構建水沙演變模擬模型和水沙調控模型；建設以骨干水庫為主體的水沙調控工程體系，研發水沙聯合優化調度系統。

（2）河道和灘區綜合提升治理。為了進一步提升河道和灘區治理能力，實現河道和灘區安全運行，需要深入研究河勢穩定控制與洪水行洪控制、河槽輸沙能力提升、灘區綜合整治、堤防加固與生態廊道融合一體化建設、綜合治理方案優化以及決策支持系統建設等技術方法。

（3）工程安全與防護。工程安全是第一要務，首先要研究大壩工程安全評估與風險防控，其次要解決堤防無損檢測、評價與防護技術問題，此外要開展結構性能加固修復等技術方法研究和應用。

4.3 水資源節約集約利用與管控

（1）節水技術與節水型社會建設。開展工業、農業、生活各種用水的節水技術研發及集成研究；研發節水計量技術、監測裝置，開展節水效果評價，探索節水管理途徑；研究以經濟手段為主的節水機制與制度建設；繼續開展節水型社會建設規劃與推行實施。

（2）水資源集約與高效利用。研究各種用水效率分析方法和水資源集約利用評價方法，研發不同行業各種用水方式的水資源集約利用技術；研究水資源高效利用評價方法，研發水資源高效利用相關技術方法。

（3）水資源配置與空間均衡管控。研究水資源分析相關技術方法，比如水資源系統分析、承載能力計算、水資源配置需求分析、跨界河流分水方法、水資源配置模型等；研究滿足水沙調控的水資源調度模型方法、氣候變化下水資源適應性利用調控方法，創新研究水資源空間均衡管控理論方法及模型。

4.4 高質量發展途徑

（1）高質量發展布局與途徑優化。在高質量發展理論指導下，分析國土資源-生態環境-經濟社會和諧關系，研究高質量發展布局方法；基于多方面影響因素分析，提出高質量發展途徑優化方法。

（2）資源利用與生態保護和諧。研究資源利用與生態保護和諧平衡理論方法，構建和諧平衡模型，制定兼顧經濟社會發展、資源高效利用、生態環境保護協調的發展方案。

（3）產業鏈提升與布局。在分析產業鏈發展趨勢及影響因素的基礎上，研究產業鏈提升方法；研究產業鏈優化布局方法、分區優化產業布局方法，以及黃河流域與“一帶一路”倡議、大運河文化帶等戰略對接方案。

（4）重點產業布局與高質量發展。在高質量發展理念指導下，研究流域內對生態保護和經濟社會發展有重要影響的重點產業（如煤炭、化工等）的優化布局；探索重點行業高質量發展新路子，最終實現用黃河水來支撐全流域高質量發展。

4.5 黃河文化挖掘與保護傳承

（1）文化整理、挖掘及前景分析。基于歷史資料收集和整理，講好“黃河故事”，深入挖掘黃河文化蘊含的時代價值，分析黃河文化開發前景。

（2）文化保護與傳承。提出推進黃河文化遺產系統保護的思路和方法，保護好黃河文化；研究文化傳承思路和方法，制定完善的黃河文化傳承制度，保障歷史文脈世代延續。

（3）文化弘揚與傳播途徑優選。研究黃河文化弘揚思路和方法，探索文化傳播途徑優選方法，促進黃河文化進一步發揚光大。

4.6 人與自然和諧發展戰略選擇

（1）資源-環境-經濟和諧發展研究方法。針對流域國土資源開發、生態環境保護、經濟社會發展存在的不和諧因素，總結提出全流域及分區人與自然和諧發展思路，以及資源-環境-經濟和諧發展量化研究方法。

（2）資源-環境-經濟和諧發展現狀評估與分析。采用資源-環境-經濟和諧發展量化研究方法，對全流域及分區和諧發展水平進行評估，并分析其空間變化規律、時間演變規律。

（3）資源-環境-經濟和諧發展路徑優選。從國土資源開發、生態環境保護、經濟社會發展三方面和諧發展角度，提出流域資源-環境-經濟和諧發展路徑優選方法。

4.7 戰略實施規劃及保障體系

（1）戰略實施的規劃方法。基于研究成果總結、國家需求分析，綜合考慮生態環境保護支撐體系、水資源空間均衡調控方案、高質量發展策略，研究提出黃河流域國家戰略實施的規劃方法及規劃方案。

（2）戰略保障體系。國家戰略的實施是一個龐大的系統工程，需要一系列的保障作支撐。需要從技術創新、行政管理、政策、制度等方面，提出黃河流域國家戰略保障體系的構建思路和方法。

5 研究展望和路線圖

5.1 研究展望及實施計劃

（1）多學科交叉融合，開展黃河問題綜合研究。黃河問題的研究涉及眾多學科，需要多學科交叉融合，開展綜合研究。

（2）組建跨行業多單位科技聯盟，攻克難點問題。各部門的學科特點和優勢各異，應當發揮各自優勢，實現優勢互補。其中一種有效方法是組建國際、國內多單位科技聯盟，針對難點科技問題進行聯合攻關。

（3）通過高層次深入研討，謀劃重大研究項目。組織高層論壇、專家論壇、學術沙龍等不同層次研討會，從不同層面研討發展問題。從目前的研究體系來看，可以組織國家重點研發項目黃河專項、國家社會科學基金黃河重大項目、國家自然科學基金黃河重大計劃等，針對黃河關鍵基礎理論問題、科技問題、管理問題、戰略問題進行研究。

（4）從國家／國際層面，制訂科學研究計劃。在充分利用現有黃河水利科研機構、高校和科研院所所屬黃河研究機構的基礎上，組織和制訂國家／國際層面的黃河科學研究計劃，建議設黃河監測網和大數據研究計劃，監測數據面向全球開放（除保密數據外）；黃河實驗室建設計劃，建設對外開放的綜合實驗平臺；黃河水沙調控研究計劃、黃河水資源調配研究計劃、黃河典型區生態環境保護研究計劃等。

（5）加快人才培養和平臺建設，推動學科發展。進一步優化黃河問題研究學科隊伍，加快人才培養，建設學科基地、工程技術研究中心、重點實驗平臺。支持現有省部級重點實驗室的進一步發展，謀劃層次更高、研究更綜合的黃河國家實驗室。

5.2 發展路線圖

（1）2020—2025年：謀劃階段。進一步扶持優化黃河問題研究學科隊伍，逐步形成多學科交叉融合的黃河綜合研究團隊，籌建黃河國家實驗室，初步實施黃河監測網和大數據計劃，組建跨行業多單位科技聯盟，主辦高層論壇、專家論壇、學術沙龍等不同層次研討會，組織國家重點研發項目黃河專項、國家社會科學基金黃河重大項目、國家自然科學基金黃河重大計劃。重點開展黃河流域生態保護和高質量發展戰略研究、戰略規劃綱要編制，關鍵技術研發及集成示范、文化保護傳承與弘揚方案制定。

（2）2025—2030年：發展階段。繼續培育壯大研究團隊，充分發揮科技聯盟作用，深入研討黃河科技發展需求，繼續組織黃河重大項目，基本完成黃河監測網和大數據計劃，初步建成黃河國家實驗室，重點開展黃河綜合治理關鍵技術集成與應用研究。

（3）2030—3035年：完善階段。形成力量雄厚的研究團隊和高水平的學科體系，建設成世界一流的黃河國家實驗室；基本解決黃河難點技術問題，80%以上技術處于世界領先水平；通過科技創新，實現黃河生態環境良好、水旱災害基本得到控制、工程安全風險管控能力滿足需求、水資源可持續利用得到保障、流域高質量發展、黃河文化傳承弘揚體系完善的目標。

6 結 語

本文圍繞黃河流域生態保護和高質量發展重大國家戰略的實施，提出了初步研究框架，總結了該戰略實施的指導思想、主要抓手；從水文學與水資源、水工程與水安全、水環境與水生態、水經濟法律與社會發展、水文化與黃河文化5個方面闡述該戰略實施需要研究的理論基礎；從生態環境保護、水沙調控與安全、水資源節約集約利用與管控、高質量發展途徑、黃河文化挖掘與保護傳承、人與自然和諧發展戰略選擇、戰略實施規劃及保障體系7個方面提出了該戰略實施需要解決的重大科技問題；從黃河問題綜合研究、聯合攻關、重大研究項目、科學研究計劃、學科建設5個方面分析了未來該戰略實施需要開展的研究工作，并對未來15 a發展路線提出初步設想。

本文是在習近平總書記提出黃河流域生態保護和高質量發展重大國家戰略后短時間內寫出的一篇框架性文章，缺乏進一步的思考和深入研究，更沒有在實踐中應用和檢驗，希望能起到拋磚引玉的作用，歡迎更多的學者加入到黃河流域國家戰略研究中，為黃河流域保護和發展貢獻智慧，也歡迎對本文提出寶貴意見和建議。