咸海几乎所有的水都来自阿姆河和锡尔河。几千年来，阿姆河的河道逐渐偏离咸海，导致其面积缩小。但随着阿姆河河道再次改回，咸海总能恢复。如今，棉花和稻米等农作物的大量灌溉抽取了两条河流的大部分水，严重削减了流入其三角洲以及咸海的水量。蒸发量远远超过任何降雨、融雪或地下水补给，导致水量减少和盐度升高。
苏联隐瞒了咸海的消亡数十年，直到1985年，领导人米哈伊尔·戈尔巴乔夫才揭露了这场巨大的环境和人类悲剧。到20世纪80年代末，咸海的水位下降得如此之多，以至于水域分离成两个不同的水体：小咸海（北部）和大咸海（南部）。到2007年，南部又分裂成一个深水西盆地、一个浅水东盆地和一个小型孤立的海湾。大咸海的体积从708立方公里（km3）降至仅75立方公里（km3），盐度从14克/升（g/l）升至100克/升（g/l）以上。1991年苏联解体，将咸海划分为新成立的哈萨克斯坦和乌兹别克斯坦，结束了苏联将西伯利亚遥远河流的水引入咸海的宏伟计划，并确立了对日益减少的资源的竞争。
谷底
咸海的干涸带来了严重的后果。河流流量的大幅减少结束了春季洪水，而春季洪水曾以淡水和富含营养的沉积物滋养着湿地。由于盐度升高以及产卵场和觅食地的丧失，湖泊中的鱼类物种从32种减少到6种（大多数在河流三角洲中幸存下来）。商业渔业在1960年捕获了4万吨鱼，到20世纪80年代中期已不复存在；超过6万个相关工作岗位丧失。最常见的湖泊居民是黑海比目鱼（俄语称kambala），这是一种在20世纪70年代引入的咸水鱼，但到2003年，它已从南部湖泊中消失，因为盐度超过70克/升，是典型海洋的两倍多。
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咸海的航运也停止了，因为水域从北部的阿拉尔斯克和南部的莫伊纳克等主要港口后退了许多公里；维持通往这些城市越来越长的航道变得过于昂贵。地下水位随着湖泊水位的下降而下降，加剧了沙漠化。到20世纪90年代中期，曾经在岸边茂盛生长的树木、灌木和草地，如今只剩下零星的盐生植物（耐盐碱土壤的植物）和旱生植物（耐干旱条件的植物）在艰难地生存。在该地区发现的本地哺乳动物和鸟类物种数量只有原来的一半。气候也发生了变化，影响范围达到原始海岸线以外100公里：如今，夏季更热，冬季更冷，湿度更低（因此降雨更少），生长期更短，干旱更常见。
有毒物质
退去的咸海暴露并干涸了54,000平方公里的海底，海底布满了盐，在某些地方还混杂着农药和该地区农业径流沉积的其他农业化学物质。强风暴将盐、尘土和污染物吹到500公里以外。来自北部和东北部的风暴最为严重，严重影响了南部的阿姆河三角洲地区，该地区是该区域人口最稠密、经济和生态最重要的地区。空气传播的碳酸氢钠、氯化钠和硫酸钠杀死或延缓了天然植被和农作物的生长——具有讽刺意味的是，灌溉这些农作物却使咸海枯竭。
健康专家表示，当地居民患有呼吸道疾病、咽喉癌和食道癌以及消化系统疾病的比例很高，这些疾病是由于呼吸和摄入含盐的空气和水造成的。肝脏和肾脏疾病以及眼部问题也很常见。鱼类的减少也大大降低了饮食的多样性，加剧了营养不良和贫血，尤其是在孕妇中。
复兴岛也构成了一个独特的问题。当它还在遥远的海上时，苏联将复兴岛用作生物武器试验场；炭疽、土拉热、布鲁氏菌病、鼠疫、斑疹伤寒、天花和肉毒杆菌毒素在马、猴子、绵羊、驴和实验动物身上进行了试验。但由于水域退去，复兴岛在2001年与南部的陆地连成一片。健康专家担心，武器化的生物体已经存活下来，可能会通过受感染啮齿动物身上的跳蚤传播到人类文明，或者恐怖分子可能会获得这些生物体。
北方的希望
要使整个咸海恢复到20世纪60年代的状态是不现实的。来自锡尔河和阿姆河的年入流量必须比最近的平均水平13立方公里增加四倍。唯一的手段是削减灌溉，灌溉占用水量的92%。然而，咸海盆地五个前苏联加盟共和国中的四个（哈萨克斯坦是例外）打算扩大灌溉面积，主要是为了养活不断增长的人口。改种需水量较少的作物，例如用冬小麦代替棉花，可能会有所帮助，但主要的两个灌溉国家乌兹别克斯坦和土库曼斯坦打算保留棉花以赚取外汇。灌溉渠系统可以大大改进；许多只是在沙地上开挖的，导致大量的水渗漏流失。现代化整个系统每年可以节省12立方公里的水，但将耗资至少160亿美元。盆地国家没有资金或政治意愿。
尽管如此，哈萨克斯坦还是试图部分恢复北部咸海。在20世纪90年代初，它修建了一条土坝，以阻止向南流出的水白白蒸发掉，但1999年4月的一次灾难性溃坝摧毁了它。然而，这项努力表明，水位可以提高，盐度可以降低，这促使哈萨克斯坦和世界银行资助了一个耗资8500万美元的解决方案。关键要素是一条更坚固的13公里土坝，带有一个用于排水的闸门混凝土坝，于2005年11月完工。随后的冬季，来自锡尔河的丰沛径流迅速启动了小咸海的恢复。水位在短短八个月内从40米上升到42米——预期的设计高度。面积增加了18%，盐度稳步下降，从大约20克/升降至今天的约10克/升。渔民再次捕捞到大量几种鱼类——最重要的是，备受推崇的梭鲈（俄语称sudak）和sazan（一种鲤鱼）。
繁荣兴起
我们预计小咸海的盐度将稳定在3至14克/升，具体取决于地点。在这些盐度水平下，更多的本土物种应该会回归，尽管咸水kambala将从大多数地方消失。进一步的恢复是可能的。例如，如果灌溉改进将锡尔河的平均年入流量提高到4.5立方公里，这完全是可行的，那么湖泊水位可以稳定在约47米。这一变化将使海岸线到达离前主要港口城市阿拉尔斯克八公里以内的地方，足够近，可以疏浚一条早期连接该城市和退去水域的航道。该航道将使大型商业渔船能够进入咸海，航运可以重新启动。由于盐度进一步降低，湿地和鱼类种群将得到更大的改善。流向南部湖泊的流量也可能增加，有助于它们的恢复。这样的计划将需要更长更厚的堤坝，以及闸门设施的重建，目前尚不清楚哈萨克斯坦是否有能力或意愿去追求它。然而，该国现在正在讨论更温和的提案，以使水域更靠近阿拉尔斯克。
南方的渺茫希望
大咸海面临着艰难的未来；它继续迅速萎缩。只有一条狭长的航道连接着浅水东盆地和深水西盆地，这条航道可能会完全关闭。如果我们估计阿姆河沿岸的国家不做出任何改变，按照目前的地下水流入量和蒸发量，孤立的东盆地面积将稳定在4,300平方公里（km2）。但平均深度只有2.5米。盐度将超过100克/升，可能达到200克/升；唯一能生活在其中的生物将是卤虫和细菌。
西盆地的命运取决于地下水的流入量，但对地下水流入量的估计尚不确定。我们中的一位作者（阿拉丁）注意到西侧悬崖上有许多淡水泉。我们最可靠的计算表明，盆地将稳定在约2,100平方公里（km2）。湖泊仍然相对较深，在某些地方达到37米，但盐度将远高于100克/升。
大规模工程可以部分修复西盆地。我们中的一位作者（米克林）最近更新了一项早期计划，该计划可能会有所帮助。它几乎没有经过评估，因此成本尚不清楚，但它将非常昂贵。然而，它只需要适度增加阿姆河的流量，这可以通过相对合理的河流流域灌溉改进来实现。恢复湿地也是一个主要目标。
苏联在20世纪80年代后期开始了这项工作，乌兹别克斯坦在国际捐助者的帮助下继续努力。生物多样性、渔业和水生植被对废水的自然过滤略有改善，但没有快速的解决方案。咸海已经干涸了40多年；可持续的长期解决方案不仅需要大量的投资和技术创新，还需要根本的政治、社会和经济变革。
全球影响
直到最近，许多观察家还认为咸海已无药可救。然而，北方的进展令人信服地表明，残余咸海的相当大一部分可以变得生态和经济上富有成效。咸海的故事说明了现代技术社会对自然世界和自身人民造成巨大破坏的巨大能力，但这个故事也证明了恢复环境的巨大潜力。世界各地其他水体也开始遭受与咸海类似的命运，特别是中非的乍得湖和南加州的索尔顿海。我们希望吸取的教训能在其他地方得到重视。其中包括：
人类可以迅速破坏自然环境，但修复它是一个漫长而艰巨的过程。规划者在开始任何行动之前，必须谨慎评估大规模干预自然系统的后果，而苏联没有这样做。
避免目前出现严重问题并不能保证未来不会出现问题。在咸海盆地，广泛的灌溉已经进行了许多世纪，在20世纪60年代之前并没有严重损害咸海，但进一步的扩张将该地区的水文系统推向了不可持续的境地。
警惕针对复杂环境和人类问题的快速解决方案。大幅削减棉花种植可能会向咸海输送更多的水，但会损害国民经济，加剧失业，并导致社会动荡。可持续的解决方案不仅需要资金和创新，还必须在政治、社会和经济上切实可行。
自然环境具有惊人的恢复力，因此不要放弃希望或拯救它的努力。许多评论员认为咸海已注定厄运，但它的相当一部分现在正在生态恢复。