呼伦湖、乌梁素海、岱海在内蒙古乃至全国生态脆弱区都具有代表性和典型性，“一湖两海”在区域生物多样性保护、生态系统服务功能维持、水源涵养和防风固沙等方面发挥着重要作用。该项目遵循湖泊流域整体治理理念，以“点源—线源—面源—湖体”全过程控污减排为主线，重点解决流域“水资源—水环境—水生态”协同演变机制及气候变化与人类活动影响耦合驱动机理、农牧业高效节水减排与区域污染层级联控动态互馈机制、湖体冰封及生消期冰水泥多介质污染物迁移转化规律与时空多维调控原理三项重大科学问题，研发区域点源全流程分质减排及低温期达标技术、农牧区面源立体防控与水肥盐药耦合提效技术、湖体冰封期污染物靶向移除与非冰封期深度消减技术、基于生态补水的湖泊生物功能组服务价值激发提升技术四大关键核心技术，并集成示范。
为保证项目的顺利实施，项目成立了以中国工程院康绍忠院士为组长的咨询专家组，对实施方案进行论证，对课题设置、技术路线、实施过程中需要把握的关键技术问题等提出诸多建议和意见，提升项目实施的质量。
内蒙古自治区科技厅多次组织国家大院大所专家开展专题调研，摸清“一湖两海”生态环境现状和综合治理问题，梳理急需解决的科学难题和重大技术瓶颈，围绕创新需求安排自治区科技重大专项，组织开展技术攻关，为组织实施国家重点研发计划做了大量前期基础工作。自治区科技厅作为地方科技主管部门，将严格按照国家重点研发计划相关管理规定，积极发挥组织、协调、服务作用，确保项目顺利实施并高质量完成，促进先进科技成果在自治区转移转化。同时，在联合实施好国家项目的基础上，进一步加强合作，拓展共建创新平台载体、合作培育科技型企业，加强柔性引进创新团队和人才、推进科技成果转化等合作领域，以科技创新成果服务生态保护、绿色发展和地区经济高质量发展。
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