中国网/中国发展门户网讯  构建西部生态屏障是推进生态文明建设和实现“美丽中国”目标的重要战略举措，对于保障国家生态安全与促进区域协调发展具有深远意义。作为我国生态环境最为敏感的区域之一，西部地区涵盖青藏高原、黄土高原、内蒙古高原等关键生态区，兼具生态脆弱性与资源富集性，承担着水源涵养、气候调节与固碳减排等关键生态功能，是国家生态战略资源的重要承接地。在高质量发展加速推进的背景下，西部生态屏障的建设已不仅限于生态保护范畴，更成为推动区域经济转型和实现发展方式由资源密集型向绿色低碳型转变的战略支点。

然而，随着西部地区经济的快速发展，能源矿产开发与农业活动的持续扩张使区域生态环境面临着前所未有的压力。生态系统遭受破坏、环境污染日益加剧，加之气候变化影响叠加，使生态系统功能退化风险加剧。尤其在特殊的地理气候条件下，污染物迁移与降解过程缓慢，矿产开发引发的水土污染、农业面源污染及重金属残留等问题相互交织，对生态系统造成长期的累积性影响。若污染问题得不到有效遏制，将严重削弱生态屏障功能，影响国家生态安全格局。因此，稳固西部生态屏障，已成为保障国家生态安全与实现可持续发展的迫切任务。

在此背景下，科技创新成为破解西部环境污染治理难题的关键突破口。近年来，现代环保技术快速发展，污染防控手段不断革新，为提升污染治理效能、降低环境风险提供了新的可能。通过加强污染源识别与监测、推广绿色治理技术，科技手段显著提升了治理效率，助力西部地区实现绿色转型。特别是西部地区作为我国重要的碳汇区域，其草原、森林和湿地生态系统在固碳减排、调节气候方面发挥着重要作用，与实现“双碳”目标密切相关。加强西部生态保护与修复，不仅有助于增强区域生态系统的稳定性，还将为我国应对全球气候变化提供重要支撑。

然而，西部生态屏障建设是一项多维度、跨领域的系统工程，亟须凝聚国家战略意志、地方治理实践与多元社会力量。在此过程中，科技创新将在支撑体系构建、路径优化与政策实施中发挥关键驱动作用。本文围绕西部生态屏障建设，系统梳理区域环境污染现状、治理挑战与科技应对路径，提出构建科技支撑体系的战略框架，旨在为提升西部生态环境治理能力与绿色发展水平提供理论支持与实践指导。

西部生态屏障区的环境污染现状及成因

西部生态屏障区的生态环境稳定不仅关系到区域可持续发展，更对全国乃至全球生态系统具有重要意义。然而，在复杂的自然地理条件与人类活动的双重作用下，该区域正面临日益严峻的环境污染挑战。污染问题呈现出显著的区域分异性与跨介质协同效应，其成因既有地质背景的先天制约，也受发展模式与治理能力的后天影响。

环境污染特征的区域差异性与共性

西部生态屏障区的污染特征呈现出显著的区域差异性，同时也表现出一定的共性规律。从空间分布来看，污染类型、强度与区域自然地理条件和人类活动密切相关。青藏高原作为“亚洲水塔”，其污染问题主要表现为全球性污染物跨境传输与本地活动叠加的特征。持久性有机污染物（POPs）、重金属等通过大气环流跨境迁移，在高原低温环境下形成“冷阱效应”而富集；而矿产资源开发、旅游业发展等本地活动加剧了污染的空间异质性。云贵川渝喀斯特地区因独特的地质结构，形成了“高背景值-强人为扰动-低环境容量”的污染格局，土壤重金属污染与地下水系统污染相互耦合，并通过农产品影响人体健康。黄土高原面临传统污染物与新污染物的叠加，土壤中石油烃、重金属与抗生素、微塑料并存，水体中硝酸盐等传统污染物与全氟/多氟烷基化合物等新污染物形成复合污染。内蒙古高原呈现“自然源与人为源协同放大”的特征，地下水中氟、砷的高背景值与工业排放叠加，大气污染中沙尘与工业废气排放相互耦合。

从污染介质角度，该区域污染呈现多介质协同与跨介质迁移特征。污染物不仅存在于单一介质中，还通过水循环、大气环流、生物链等途径实现不同介质或营养级间的迁移转化。例如，青藏高原冰川的加速消融释放历史沉积污染物，形成“冰川—径流—土壤”的迁移路径；云贵川渝喀斯特地区的地下水污染则通过岩溶管道迅速扩散，影响地表水和土壤环境。从污染物类型角度，各区域的主导污染物表现出明显差异。其中青藏高原以POPs和重金属为主要特征，云贵川渝喀斯特地区以镉、砷等重金属污染为主要特征，黄土高原和内蒙古高原则面临传统污染物与新污染物污染的双重压力。

环境污染成因的多维度分析

西部生态屏障区的环境污染是在自然本底、人类活动、治理短板共同作用下形成和演化的，其成因可从以下3个维度进行解析。

自然本底的制约。西部生态屏障区特殊的地质、气候和水文条件为污染物的积累与迁移提供了先天基础。青藏高原的“冈底斯成矿带”使得铬、铜等重金属本底值显著高于全球平均水平；云贵川渝喀斯特地区母岩风化过程中镉的富集导致土壤镉背景值偏高；内蒙古高原地下水中氟、砷的高背景值则与区域地质构造密切相关。脆弱的气候与水文条件进一步放大了污染效应。例如：青藏高原的低温干燥环境降低了污染物的降解速率；黄土高原年均降水量不足400毫米，限制了污染物的自然稀释与迁移能力。复杂的地形与大气环流也促使西部生态屏障区成为污染物的富集区，南亚季风与西风环流将印度、中亚等地的污染物输送至青藏高原，而沙尘则将蒙古高原的颗粒物向东传输，形成跨区域污染。

人类活动的驱动。在自然本底的基础上，粗放的人类活动是导致西部生态屏障区环境污染加剧的直接原因。矿产资源开发过程中排放的尾矿、废水和废气导致重金属和有害元素向环境释放，如青藏高原的采矿活动、云贵川渝的有色金属开采、黄土高原的能源开发等均对周边生态环境造成显著影响。快速城市化与基础设施建设带来了新型污染问题，垃圾填埋场渗滤液污染土壤与地下水，旅游业发展导致塑料垃圾激增，交通基础设施建设产生扬尘与尾气污染。低效的农业生产方式加剧了面源污染。化肥农药滥用引发水体和土壤污染，污水灌溉进一步引入了重金属和有机污染物，大量养分流失更加剧了水体富营养化。能源结构以煤为主，传统生物质燃料使用率高，不仅造成室内空气污染，还加速植被破坏，形成“能源贫困—环境污染—生态退化”的恶性循环。

治理体系落后。治理能力的不足是导致西部生态屏障区污染问题长期存在的重要原因。监测与科研基础薄弱制约了精准治污。例如，黄土高原对抗生素抗性基因等新污染物的研究显著不足，严重影响了风险识别与管控。治理技术与管理手段滞后，复杂地形使得污染修复成本高昂，喀斯特地区污染扩散路径难以预测，挥发性有机物（VOCs）与氮氧化物（NO_x）的协同控制技术尚未突破，导致单一治理措施可能引发新的环境问题。跨区域污染问题治理缺乏协调机制，如中蒙边境沙尘暴的治理缺乏系统性合作。政策与标准体系仍不完善，生态补偿机制缺位，行业排放标准与区域环境容量不匹配，如云贵川渝地区的工业固废堆存问题长期得不到有效解决。

生态环境污染演变的趋势

在气候变化与人类活动的持续作用下，西部生态屏障区的污染问题正呈现出新的动态演化趋势。气候变化改变了污染物的环境行为与迁移路径，如冰川加速消融释放历史沉积污染物，黄土高原降水变化影响污染物的稀释能力，极端天气事件频发进一步加剧了污染的突发性和不可预测性。新污染物风险日益凸显。抗生素、微塑料、全氟/多氟烷基化合物等环境行为与生态效应尚不明确，其在西部特殊环境下的迁移转化规律更具不确定性。与此同时，绿色转型也可能带来新的环境问题，如新能源开发带来的光伏组件回收、风机噪音等风险可能对生态系统产生“蝴蝶效应”式的次生影响。

科技支撑西部环境污染防治所取得的成就

西部地区环境问题具有显著的复杂性与地域特殊性，亟须在基础研究层面突破关键科学瓶颈。“十三五”以来，我国通过部署一系列重大科技专项，在污染物迁移机制、生态修复原理与风险防控体系等方面取得了突破性进展。

大气污染治理领域

针对青藏高原跨境传输难题，中国科学院战略性先导科技专项（A类）“泛第三极环境变化与绿色丝绸之路建设”、中国科学院战略性先导科技专项（B类）“青藏高原多圈层相互作用及其资源环境效应”与第二次青藏高原综合科考项目系统解析了吸光性碳气溶胶、重金属及新污染物的来源与跨境传输路径。结果发现青藏高原地区黑炭气溶胶较10年前有显著下降，但南亚对青藏高原上空黑碳的贡献率却稳步增加。相关研究不仅揭示了全球气候变化与污染物迁移之间的耦合机制，还通过建立跨境污染源指纹图谱，为我国参与国际环境公约谈判提供了关键数据支撑。在履行《斯德哥尔摩公约》和《国际汞公约》过程中，相关研究数据已成为界定污染责任边界的重要科学依据，为有效维护国家环境权益提供有力支撑。

水体污染治理领域

国家“水体污染控制与治理”科技重大专项聚焦高原湖泊富营养化防治，突破了相关技术瓶颈。以洱海治理为例，科研团队研发了“富营养化初期湖泊水污染综合防治技术”，创新构建了“山水林田湖草”一体化系统治理模式。技术突破主要体现在3个方面：创建了基于稳定同位素示踪的氮磷溯源技术，能够精准识别农业面源与旅游污染的贡献率；开发了“湿地—库塘—湖滨带”三级污染物拦截系统，有效削减入湖污染负荷；构建了沉水植物群落重建技术体系，显著提升了湖泊生态系统完整性。2020年洱海全湖水质连续7个月达到Ⅱ类、5个月达到Ⅲ类，284个国家控制点位水质评价为“优”，标志着我国高原湖泊治理技术已达到国际领先水平。

土壤污染防治领域

针对重金属污染隐蔽性强、修复难度大的特点，科学技术部部署的“污染土壤风险管控与安全利用”项目取得重大突破。在贵州铜仁汞污染治理中，中国科学院地球化学研究所发现我国内陆居民甲基汞的主要暴露途径是稻米而非鱼类，打破了国际传统认识，揭示了人类甲基汞暴露新途径。基于此，研究团队研发了“甲基汞暴露风险评估BRV新方法”，并提出了“富硒—抑镉—抗汞”高经济价值作物品种的正负面清单筛选农艺调控技术，开创了“出淤泥而不染”的污染土壤风险管控与安全利用新模式。

科技支撑西部环境污染防治所面临的挑战

我国西部地区承载了大部分资源与能源消耗型产业，其生态系统面临水土流失、土地退化、自然灾害频发与污染物累积叠加等多重压力。在“双碳”的目标驱动下，西部地区能源结构转型势在必行。然而，转型期也伴随着前所未有的机遇和挑战，西部生态屏障区的构建亟需科技在环境污染防治中的支撑，且仍面临一系列挑战。

西部环保科技能力与战略定位之间存在结构性失衡

西部地区在国家生态文明建设、乡村振兴及“美丽中国”建设战略中具有重要地位，但其环保科技投入与科研能力难以支撑相应战略需求。受经济发展水平制约，西部地区环境治理资金投入长期不足。区域间污染物监测能力与管理能力差异显著，加之部分地区仍存在落后产能过剩和绿色贸易壁垒等问题，严重制约了区域减污降碳协同推进治理进程。

科技支撑体系缺乏系统性战略规划

支撑西部生态屏障区建设的科技力量缺乏顶层设计与长远布局，战略定位不清晰，创新主体间功能定位重叠，科研院所国家使命导向不突出，高校的科研组织体系建设相对滞后，基础研究在投入总量与结构上均存在明显短板，尚未形成满足前沿领域“领跑”需求的创新体系。以新污染物治理为例，现有项目多聚焦于单一污染物，缺乏跨界融合与系统性协同，造成资源分散、配置效率低下。

污染类型叠加与治理难度显著提升

西部地区面临资源依赖型经济与生态脆弱性双重挑战，传统污染问题尚未根治，新污染物所引发的复合型污染已然显现。工业污染的历史累积效应显著，敏感生态系统的修复难度大，复杂地质条件加剧污染溯源难度。此外，随着新能源产业快速发展，其全生命周期（采矿、加工、建设、回收）伴生的高能耗、多污染物排放，以及化学品与新污染物的安全风险，已成为亟待应对的重大科学与社会问题。同时，当前在新能源产品“全周期清洁利用”的战略部署中，也缺乏系统性、长周期的环境监测与风险评估框架。

环保科技人才支撑体系严重不足

西部地区环保科技人才储备不足，创新能力统筹协调机制薄弱，区域发展不均尤为突出。全国11所拥有“环境科学与工程”或“农业资源与环境”领域“双一流”学科的高校均未分布在西部地区，国家级环境保护领军人才和青年拔尖人才来自西部的人才占比很少。同时，该区域国家部委环保科研项目立项数显著低于全国平均水平。基层环境管理机构配置不健全，导致政策执行滞后，进一步制约了治理体系和治理能力的提升。

西部环境污染防治的关键性科技任务

西部生态屏障区在涵养水源、防风固沙、水土保持、气候调节等方面具有不可替代的生态功能。然而，该区域普遍存在经济发展滞后、人均收入较低、城镇化水平不高等问题，面临巩固脱贫攻坚成果与推进乡村振兴双重压力。在此背景下，亟须统筹生态保护与经济发展的双重目标，依托科技创新，因地制宜推进绿色低碳转型，提升生态屏障区的综合承载力与可持续发展能力。

开展重点领域和关键环节的技术攻关和协同创新

围绕新污染物治理、区域大气污染防控、水环境质量改善、土壤与地下水保护修复、固体废物资源化利用、生物多样性与生态安全、环境健康与风险评估、气候变化与协同治理、绿色发展与环境政策综合模拟等领域开发系列污染控制与治理的新标准、新方法、新技术及新装备。紧扣西部生态屏障区建设的作用和效能，以搭建污染物监测网络为基础，以科技创新为支撑，精准识别高关注、高产（用）量、高检出率及分散式用途的新污染物，构建典型环境污染物排放清单，初步建立与国家监测体系衔接的新污染物环境调查与监测体系；结合关键影响因素，构建污染物排放趋势预测模型，揭示污染物在大尺度环境中的迁移转化机制及主要产物结构特征。进一步整合区域内空气、地表介质、生物和人体样本数据，系统评估污染物多尺度、跨介质迁移耦合机制及其对生态与健康的潜在风险，为西部生态系统安全与服务功能保障提供重要科学支撑。

因地制宜解决区域突出环境问题

结合环境化学、地球科学、生态学等多学科优势，面向“生态文明建设与可持续发展”国家战略需求，聚集青藏高原、黄土高原、内蒙古高原、云贵川渝、新疆北方防沙治沙带等关键生态屏障区，深入探究其脆弱环境质量的形成与演变机制，以及可持续发展途径。在重点区域设立新污染物环境调查监测试点，探索多目标、跨行业、全过程污染协同防控机制，系统研究污染物作用机制、风险效应、监测预警及治理修复路径，构建全链条科技支撑体系，为区域生态环境保护与高质量发展提供系统解决方案。

系统总结西部生态屏障区环境污染过程与演化规律

开展面向环境—社会复合系统的基础科学研究，系统揭示西部生态屏障区环境质量的长期演变规律与健康风险驱动机制。基于多因子耦合，探索污染物在复合系统中的效应与修复机制，厘清社会系统压力、环境系统承载力及其调控机制，提出和谐协调的污染调控与生态恢复策略。进一步构建基于环境系统—社会系统和谐的区域环境质量理论框架及综合性定量评估与可持续修复理论体系。

深入解析西部生态屏障区环境效应、生命健康与调控机理

深入开展“地表—地下”二元地质结构条件下的水文地质过程效应与污染控制研究，构建以区域可持续发展为核心的“水—土—气—生—岩—人”多环境要素集成的污染治理模式与区域发展效应评估体系。重点探索高寒低氧环境中典型污染物在高原生态系统代表性物种体内的累积、代谢规律及环境风险；研究逆温条件下大气污染演变、转化及二次污染生成规律，揭示污染形成机理。系统开展典型区域POPs健康风险评估及其源解析、迁移与转化路径研究，深入阐明污染物对高原人群的潜在健康危害机制。

构建基于社会系统—环境系统协调的可持续发展技术体系

实现环境系统与社会系统动态变化的监测与评估，推动环境质量现场实时在线监测装备及数据分析产品产业化。针对西部生态屏障区面临的突出环境问题，研发低成本、易操作、可复制、可推广、可考核的环境污染防治和可持续修复技术方案；建立国家及区域级重大环境污染防治工程技术示范区。推动绿色环境可持续修复与山地生态农业、“双碳”产业、生物能源、生态旅游等多元产业协同发展，培育环境—社会跨领域的多产业集群技术创新链，构建闭合生态技术体系。

综上所述，西部生态屏障区环境污染防治亟须以科技创新为核心驱动力，统筹生态保护与区域发展。在聚焦关键领域科学问题与重大工程技术需求的基础上，应加快构建系统性、前瞻性、可持续的科技支撑体系，推动污染防治、生态修复与社会经济协同发展，为筑牢我国生态安全屏障、实现“美丽中国”建设目标提供坚实的科技保障。

（作者：王亚韡、黎娟、江桂斌，中国科学院生态环境研究中心。《中国科学院院刊》供稿）