山—河—湖—海互动及对全球变化的敏感响应：以长江为例

流域是一个复杂的环境系统。长江流域环境研究表明,山－河－湖－海互动是流域环境系统变化的实质,同时也是流域对全球变化响应最敏感,最直接的体现。地貌过程变化,水、沙等物理通量变化,Ｃ、Ｐ、Ｎ等化学通量变化是系统内各子系统之间联系的纽带,也是流域环境系统中最活跃的因子。以山－河－湖－海互动为核心的流域环境系统模型,主要包括：山河、湖、海各系统之间的能量流与物质流的输入,迁移和输出理论,系统演化平衡理论和     

关于长江流域生态环境系统演变与调控研究的思考

长江流域丰富的资源、发达的经济、独特的自然特征、复杂的人地关系和严重的生态环境态势,决定了开展长江流域生态环境系统演变与优化调控研究,在国际流域科学研究和我国可持续发展研究中的重要意义。研究的关键科学问题是：流域生态环境系统的演化过程与退化机理及其主要驱动力;山--河--湖--海互动规律及其耦合关系;流域各子系统间的物理通量（水、沙等）和化学通量（碳、氮等）的传输和循环机理;流域资源和环境的承载力及流域生态安全的调控和管理等。主要研究内容包括：流域生态环境系统演化规律及动力学,流域山--河--湖--海的互动规律及耦合机理,流域物化通量的传输过程与循环机制,重大生态环境问题的成因与退化生态环境的修复途径,流域生态环境系统的结构、功能的区划与制图,保障流域生态环境系统安全的优化调控与管理等。用地球系统科学的思想为指导,以地貌过程、水沙过程和人--地水作用为主线,从流域环境系统整体演化角度着手,广泛收集各种资料,采取最先进的技术方法,强调点、线、面调查结合,定性与定量分析结合,自然演化系统与社会行为系统的结合等,是本项研究的主要技术途径。     

关于长江流域生态环境系统演变与调控研究的思考

长江流域丰富的资源、发达的经济、独特的自然特征、复杂的人地关系和严重的生态环境态势 ,决定了开展长江流域生态环境系统演变与优化调控研究 ,在国际流域科学研究和我国可持续发展研究中的重要意义。本研究的关键科学问题是 :流域生态环境系统的演化过程与退化机理及其主要驱动力 ;山—河—湖—海互动规律及其耦合关系 ;流域各子系统间的物理通量 (水、沙等 )和化学通量 (碳、氮等 )的传输和循环机理 ;流域资源和环境的承载力及流域生态安全的调控和管理等。主要研究内容包括 :流域生态环境系统演化规律及动力学 ,流域山—河—湖—海的互动规律及耦合机理 ,流域物化通量的传输过程与循环机制 ,重大生态环境问题的成因与退化生态环境的修复途径 ,流域生态环境系统的结构、功能的区划与制图 ,保障流域生态环境系统安全的优化调控与管理等。用地球系统科学的思想为指导 ,从流域整体演化角度着手 ,广泛收集各种资料 ,采取最先进的技术方法 ,强调点、线、面调查结合 ,定性与定量分析结合 ,自然演化系统与社会行为系统的结合等 ,是本项研究的主要技术途径     

长江流域耕地-粮食-人口复合系统的动态分析及调控途径

选取反映耕地-粮食-人口复合系统变化的10个总量和均量指标．通过1978—2004年各指标在长江流域及其上、中、下游变化过程的动态分析。发现人口增加、国家宏观政策、粮食价格以及经济非农化和城市化过程是影响流域耕地-粮食-人口复合系统变化的主导因素；长江流域粮食生产在全国的主体地位逐渐下降。而且自2000年以来．人均粮食占有量也不断下降。耕地压力指数不断加大。基于此种变化过程及其原因分析，从保证区域粮食自给、保持系统动态平衡以及协调好耕地、粮食、人口三者之间关系等方面入手．站在保障流域粮食安全、确保国家经济社会可持续发展战略高度．提出长江流域耕地-粮食-人口复合系统调控战略途径。     

贵州阿哈湖喀斯特小流域DOC输出特征

河流不仅是陆地碳循环的通道,也是碳交换的重要场所,而小流域更被认为是陆地碳循环的热点。为探究人类活动影响下喀斯特小流域溶解性有机碳(DOC)输出特征,于2017年6月～2018年5月对阿哈湖3条主要入湖小流域游鱼河、白岩河、金钟河河水主要理化特征和DOC含量进行分析,并计算流域DOC输出通量。研究期间游鱼河、白岩河、金钟河DOC含量分别为4.78±2.11、5.61±2.27、7.40±2.51 mg/L,输出通量分别为2.71、2.91、3.82 t/(km~2. a)。结果表明:(1)阿哈湖小流域河水DOC含量时空变化特征明显,与降雨、流域土地利用类型密切相关,人类外源输入对DOC有显著影响;(2)对比不同河流DOC输出特征发现,小流域通常具有更高的DOC输出通量,特别是受城市输出影响的中小流域,其河流碳过程在碳循环中的贡献可能被低估。     

太湖流域上游外源氮、磷入湖通量模拟初步研究

湖泊-流域构成的复杂系统是湖泊富营养化研究的热点。应用SWAT模型对长江下游太湖流域上游外源氮、磷入湖通量进行模拟，以反映陆源入湖氮、磷营养盐的通量、空间分布和时间变化情况。以水文模拟为基础，引入相关系数（R）和Nash Sutcliffe效益系数（Ens）评价模拟结果。水文模拟率定期月均值R多在85%以上，Ens在024~090，模拟年平均径流量相对误差为32%。验证期各站月均值R均在80%以上，模拟年总量误差为81%。模拟结果显示，流域多年平均径流量为10415×108m3，营养盐输出浓度浙西区TN、TP分别为238 mg/L、018 mg/L；湖西区分别为568 mg/L、043 mg/L；武虞锡澄区分别为614 mg/L、040 mg/L。流域营养盐多年平均入湖通量TN为42 730 t/a，TP为3 075 t/a，2000年开始，流域TN、TP的入湖通量均有下降趋势。流域营养盐具显著空间差异，陈东港-大浦口、小梅口-长兜港、武进港-直湖港是最主要的入湖通道，贡献率分别达到27%、24%和20%，应作为流域外源营养物质管理和控制的重要区域     

太湖辐射和能量收支的时间变化特征

湖泊的辐射和能量收支的观测研究对于气象学和水文学研究都具有重要的意义。于2012年采用涡度相关系统和小气候观测系统观测太湖表面的辐射平衡、湖泊与大气之间的感热和潜热通量、水温廓线和常规气象要素数据,分析太湖表面辐射及能量收支的时间变化特征以及环境控制因子。结果表明:(1)太湖2012年辐射收支四分量(向下短波辐射、向上短波辐射、向下长波辐射和向上长波辐射)的年均值分别为146.5、9.4、359.7和405.4 W/m~2,反照率的年均值为0.06,各辐射分量日变化和季节变化特征明显;(2)净辐射和热储量日变化趋势相同,正午最高,午夜最低;湍流能量通量的日变化幅度较小;不同天气条件下能量分配具有一定差别:晴天条件下能量分配以潜热通量为主,阴天净辐射能量主要被水体吸收转换为热储量;(3)通过分析湍流能量通量与环境因子的相关性发现:感热通量变化最主要的相关因子是风速与湖–气界面温度差的乘积;风速与湖-气界面水汽压的乘积是潜热通量的主要驱动因子。本研究结果能为边界层气象学、全球能量和物质循环以及湖泊生态环境治理等研究提供理论基础和数据支持。     

太湖洑东流域陆地侵蚀与入湖物质通量的定量关系研究

在太湖流域选择了一个典型的半封闭洑东小流域，通过对该流域及入湖口区域沉积物的元素和同位素地球化学研究，建立了反映流域陆地侵蚀与入湖物质输入量之间的定量关系模型。研究结果表明:近40 a来洑东流域的入湖物质通量约为6074 t/a，与实际监测结果一致。根据流域土地利用类型和土壤侵蚀速率的分布，估算出流域土壤侵蚀总量为25670 t/a，说明侵蚀总量的237%进入湖泊，其余在河道或土地内部沉积下来。近40 a来太湖宜溧河湖交界区入湖物质通量〖WTBX〗（Q）与流域土壤侵蚀速率（E）和流域面积（A）的数学关系为：E=422Q/A。〖WTBZ〗结合湖泊沉积物来源分析结果，计算出流域内不同土地利用类型的平均土壤侵蚀速率，林地、茶园和水田的土壤侵蚀速率分别为1266、58355和17293 t/（km2·a）。该结果与¹³⁷Cs示踪法计算结果基本一致，表明利用湖泊沉积记录可以较好地反演流域不同土地类型土壤侵蚀量及其入湖营养通量的变化。     

秦岭-大别造山带的盆-山体系演化及其区域环境效应

造山带和盆地，作为在时-空演化和构造动力学系统中有关联的构造体。不仅在空间上相互依存，而且在深部结构、物质迁移及动力学机制上密切相关。首先利用磷灰石裂变径迹实验手段。分析了秦岭-大别造山带的隆升与剥露速率，运用构造变形组合分析和构造-热模拟相结合得出主要地质事件，并着重揭示出中新生代秦岭-大别造山带存在多阶段的差异隆升与剥露现象，得出一个定性和定量后造山剥露过程的区域演化模式。然后，在综述中新生代秦岭-大别造山带演化过程及其区域环境效应的基础上，以长江三峡的形成和长江水系变迁的关系，以及三峡工程的兴建及其导致洞庭的变迁为例，探讨了盆-山体系演化过程对地貌景观的变化、水系变迁、生态环境演替以及流域系统演变的影响。     

鄱阳湖流域基本特征、面临挑战和关键科学问题

鄱阳湖流域总面积占长江流域面积的9%，占江西省国土面积的939%，鄱阳湖流域的生态健康维系着流域内，特别是长江中下游的生态安全，是区域经济、社会、生态可持续发展的重要保障。在全面认识鄱阳湖流域基本特征和面临挑战的基础上，探讨了鄱阳湖流域面临的五大科学问题：“山 江 湖”的相互关系与流域的生态健康；全球变化背景下流域生态系统的响应；流域生物多样性地理格局与社会经济合理分区；长江流域环境演变对鄱阳湖流域的影响；流域科学管理的理论与实践。为鄱阳湖生态经济区的建设和全流域的综合管理提供科学的建议和对策     

河流筑坝拦截的水环境响应——来自地球化学的视角

大规模筑坝拦截是当前世界河流普遍面临的共同趋势,"蓄水河流"在物理、化学及生物等多层次上区别于天然河流和湖泊,改变了河流水文、河流物质转化和输送通量以及河流生态环境.因此,认识和了解水库建成后河流一水库体系水环境演化的关键过程是评价水坝的水环境影响的基础.广泛综述国内外最近的一些涉及水库效应的研究成果,并结合作者对乌江流域梯级水库的初步研究,从蓄水河流水文情势改变、生源要素(磷和硅为例)形态和通量变化、温室气体释放、水生生态系统演替几个方面进行分析.认为,水能开发的巨大经济效益和面临的潜在生态风险之间的平衡关系需要进一步详尽的分析研究.     

Subregional differences in Australian climate risk perceptions: coastal versus agricultural areas of the Hunter Valley,NSW

‘Environmental cognitive stress’ a hybrid model combining environmental stress and cognitive determinants of pro-environmental behavior is explored among Australians living in contrasting ‘micro’ climates in the same river catchment system. Peoples’ climate risk perceptions are mediated by their connections to local environment, observations of environmental change and personal weather experiences. A longitudinal study randomly sampled 1,162 Hunter Valley coastal and rural residents in New South Wales. Telephone interviewers (2008) recruited lakeside homeowners ‘at risk’ of sea level rise, nearby ‘control’ residents and a comparable farming area group. Follow-up interviews (2011) located 81.5 % of the original sample. Fifty-six items based on the model asked about climate change observations, concerns, impacts and actions. Statistically significant rural–suburban and time differences were found. The rural sample was attuned to conditions affecting agricultural productivity: They worried about drought and heat, saw trees dying and changes to seasons and natural rhythms. They anticipate the impact of water scarcity, conserve water and value protecting plants and animals. Compared to higher elevation residents, lake dwellers observed marine life loss, worry about sea level rise and predict the decline of property values. Across time, all groups’ perceptions of warming indicators declined. Concerns and impacts were high and generally stayed high, as did actions related to energy use. No differences emerged in beliefs about climate warming. Climate change observations, along with concerns and actions, have important implications for the environmental cognitive stress model. Overall, dynamic changes in residents’ understandings are related to a changing policy environment, the vicissitudes of climate debates and weather experiences, including extreme swings from inundation to drought.     

1956~2011年鄱阳湖水沙特征及其变化规律分析

近年来,鄱阳湖水沙研究集中在鄱阳湖"五河"各水文站的单站分析上,且水沙数据采用大多仅至21世纪初期,对缺测资料未进行有效插补。将鄱阳湖作为一个研究整体,分析了鄱阳湖水沙特征及其变化规律,以便为鄱阳湖泊形态变化研究以及水、沙资源的合理开发利用提供有利的参考依据。运用水沙相关、上下游泥沙相关法对部分缺测泥沙进行插补,获得1956~2011年的鄱阳湖入、出湖水沙系列数据。利用数理统计法、水沙双累积曲线法、Mann-Kendall法分析鄱阳湖入、出湖径流量与输沙量变化特征,并且探讨了水沙变化的原因。结果表明:(1)入湖径流量和输沙量的年内分配相一致,而长江水沙的倒灌影响了出湖径流量和输沙量的年内分配;(2)鄱阳湖入湖悬移质泥沙从90年代开始下降趋势加剧,而出湖悬移质泥沙1956~2000年整体呈下降趋势,2001~2011年呈现上升趋势;(3)鄱阳湖入、出湖年输沙量出现明显的突变点分别在1998年左右、2003年左右;(4)径流量总体处于相对稳定状态,但近10a来径流量略下降,主要受到降水量变少的影响,入湖输沙量变化受"五河"流域的水库蓄水拦沙、流域水土保持工作加强、人类河床采砂等因素影响;而出湖河段河床深度下切、江湖水面比降加大、人类在鄱阳湖采砂扰动河(湖)床均加大了近10a来出湖悬移质泥沙的输出。     

A multidisciplinary study on the effects of climate change in the northern Adriatic Sea and the Marche region (central Italy)

An integrated analysis of recent climate change (including atmosphere, sea and land), and social reaction and adaptation, was conducted in central Italy and the northern portion of the Adriatic Sea. The collected environmental data included meteorological, oceanographic, and river gauges stations, covering the time period 1961–2009. Social data included 800 questionnaires and interviews carried out on selected samples of residents, decision-makers, and emergency managers. The trend analysis of air temperature data detailed an overall increase in all seasons, whereas rainfall data showed decrease in winter, spring, and summer, and increase in autumn, influencing river flow changes. Marine data showed a warming of the water column after the year 1990, particularly relevant in the cold season. Surface salinity increased in spring and summer and strongly decreased in autumn and also in winter (due to the spreading over the basin of the increased autumnal river runoff). These changes, combined with anthropogenic effects, appear to influence the northern Adriatic marine environment and ecosystems. Impacts in the coastal areas are also evident inland; the analysis of Aridity index, and potential water deficit, suggests negative impacts in terms of soil deterioration and agricultural productivity, particularly in the area near the coastline. At the same time, the analysis of social data revealed awareness among local residents of these impacts and associated risks connected to climate change. Yet, this awareness is not currently translated into preventive and protective actions; among the main reasons for this delay is also ineffective information exchange among citizens, public administrators, and the scientific community.     

长江口徐六泾水沙过程对流域的响应研究

以长江口徐六泾断面2009年实测水沙数据为基础，分析了其水沙特征，重点研究了三峡蓄水及长江流域旱情对徐六泾节点径流、潮位和泥沙过程的影响。结果表明：观测期间寸滩站以上流域来水减少、三峡蓄水和中下游干旱共同导致进入河口的径流量减少，各自造成的影响权重分别为38%、13%和49%。与蓄水前相比，蓄水期间徐六泾涨潮历时增加05 h，落潮历时减少05 h，潮差增大约04 m；涨潮平均流速增加35%~126%，落潮平均流速浅滩处基本不变，而深槽处减幅约为22%；蓄水期间涨落潮历时、流速流向等特征由不对称趋于较对称，说明徐六泾的水动力特征对径流减少的响应敏感。伴随径流减少，徐六泾含沙量由蓄水前的0129 kg/m3大幅下降至蓄水期间的0052 3 kg/m3，悬沙中值粒径则由3 μm增大到5 μm。综合得知进入河口徐六泾断面的水沙过程受到流域人类活动和自然条件改变的双重影响     

Influences of natural and anthropogenic processes on the nitrogen and phosphorus fluxes of the Yangtze Estuary, China

Nutrient flux to the sea through the estuary is important to the health of the sea. Combining natural processes with anthropogenic activities, we discuss the influence on the nitrogen and phosphorus fluxes to the Yangtze River basin, to the estuary and to the sea. The fluxes of dissolved inorganic nitrogen (DIN) and dissolved inorganic phosphorus (DIP) to the estuary through the river/estuary interface are obviously higher than those to the sea through to the estuary/sea interface of the Yangtze estuary. The changes in nutrient fluxes through different interfaces are largely due to the estuarine hydrological and biogeochemical processes. Household, livestock and agricultural runoff are major sources of nitrogen from human activities, and household and livestock contribute to an increase in the anthropogenic phosphorus. The fluxes of DIN and DIP from economic activities account for about one-third of DIN and DIP fluxes to the sea through the Yangtze estuary.     

流域过境水对流域水循环的影响——以太湖流域地表水平衡为例

流域水循环是流域生态系统的核心,其中流域过境水是流域水循环的一个重要要素。通过对大量有关太湖流域水文资料的流域水平衡分析,初步探讨太湖流域过境水对流域水循环的影响。结果显示太湖流域是长江流域中受过境水强烈影响的一个子流域。在太湖流域,流域过境水的引入扩大了流域水循环总的通量,影响了流域水循环的路径,改变了流域水循环水的配置格局。同时水循环作为流域内物质运输的介质,流域过境水的引入对太湖流域内物质的运输有不可忽视的影响,其中最重要的就是影响了污染物的运输,增加了污染物在太湖当中的沉积与滞留     

流域经济与海洋经济联动发展研究

陆海联动是发展海洋经济的新思维，也是解决沿海地区海陆经济发展和环境矛盾的一个有效措施，而流域是陆域上最接近海洋的部分，实施流域经济与海洋经济联动发展是实现陆海统筹发展的前提；促进流域 海洋联动发展、将内陆 流域 海洋互动作为区域经济发展思路是实现陆海联动的最佳途径。在分析流域经济与海洋经济联动发展的背景、意义、基础、效应等的基础上，以长江经济带为例，运用灰色关联分析方法，定量刻画了流域经济与海洋经济的关联程度，指出流域经济与海洋经济的关联度、海洋第三产业与流域第三产业关联度以及海洋主要产业与基本流域第二产业关联度等都非常高。最后从规划编制、建立流域 海洋互动产业网、发展海洋科技以及生态环境保护等方面，提出了促进流域经济与海洋经济联动发展的建议     

长江流域国家级保护地空间分布特征及其国家公园廊道空间策略研究

长江流域国家级保护地数量庞大、保护类型多样，为了实现对长江流域自然资源的整体保护和管理的目的，从全域尺度分析其空间分布特征是梳理长江国家公园廊道构建的重要基础。通过数理统计与ArcGIS空间分析，结合中国自然地理表征和人文地理表征，对长江流域现有8类共计996处国家级保护地空间的分布特征进行了研究，结果表明：（1）长江流域国家级保护地总体呈集聚分布，并形成三江源区域、三江并流区域、川西高山高原区域、秦岭中段区域、渝西盆地区域、环洞庭湖区域、环鄱阳湖区域、黄山区域、环太湖区域9个集聚区；（2）长江流域国家级保护地主要集中在中切割高山区和中下游低山丘陵平原区，覆盖了河网密布、水资源丰富、植物种类繁多、土壤肥沃、可达性较高、人口密度适中及经济发展水平较高的东部和中部区域。基于其国家保护地空间分布特征，提出构建“长江源头—入海口”重要保护节点、“洞庭湖—鄱阳湖—巢湖—太湖”重要保护片区、“武当山—华釜山—大凉山、巫山—武陵山—药山”重要保护带的“三重要”模式与“国家公园先行区—国家级保护地聚集区—自然、社会、经济优势区—原生动植物本底”的“四层次”体系相结合的长江国家公园廊道空间策略     

基于水足迹的流域生态补偿标准模型研究

流域水资源是一种公共物品,其系统的整体性以及资源外部性等特征要求各相关区域应共同承担环境保护.如何衡量各区域水资源开发利用与环保投入的关系,建立合理的生态补偿标准模型,已成为流域管理研究领域普遍关注的问题.本文运用水足迹理论和方法,界定流域水足迹内涵,通过反映流域沿岸各区域水生态服务耗费情况判断分析水生态系统安全状态,提出流域生态补偿标准计量流程及不同情况下的流域生态补偿标准测算模型,从而客观、准确地量化流域生态补偿额度,为管理者正确分析和解决流域各区域间利益冲突提供科学的决策依据与支持.同时本文以碧流河为案例,收集并分析了2002-2006年间碧流河沿岸各行政区水足迹和环保投入情况,理清各区域生态系统状态及相互关系,计算补偿标准,进而验证模型的可行性.