长江流域近51a来日降水时空变异的多尺度特征

基于长江流域115个雨量站1963~2013年的日降水数据,应用小波多分辨分析结合信息论的方法,揭示长江流域近51 a来日降水时空变异的多尺度特征。结果表明:空间上,流域日降水序列的变异性具有明显的局部聚集性;并沿纬向呈现出显著的非均质性,而沿经向呈现出拟均匀性;并于103°E附近存在一条明显的分界线,界线以西的日降水变异程度显著高于界限以东的;且日降水变异性与高程之间存在较强的线性相关性,而与年降水量和年降水天数之间则存在较弱的相关性。时间上,流域各站点日降水子序列对原始序列总变异的相对贡献的大小于103°E附近也存在一条明显的分界线,界线以西,各时间尺度下子序列的贡献均大于界线以东;且这种相对贡献的谱图于256 d处呈现出突变现象。此外,流域降水变异的时间尺度可分为3个不同的区间:短期的(2~16 d)、年内的(16~256 d)和年际的(大于256 d)。     

长江流域逐月气温空间插值方法的探讨

长江流域地形地貌特征复杂。为了探索适合长江流域的逐月气温数据空间插值方法，在考虑海拔、经纬度、坡度、坡向对气温影响和没有考虑这些地形因子对气温影响的两种情况下，利用流域151个气象站2007年逐月气温与对应的站点地形因子进行回归分析，并与回归直线截距相加产生栅格化的回归气温值，同时对回归多项式的残差分别运用反距离权重法（IDW）、普通克立格法（OK）和样条函数法（SPLINE）气温进行了空间插值，然后将栅格化的回归气温值与残差的插值结果相加得到空间化的逐月气温数据，并利用交叉检验方法对插值精度进行了评估。结果表明：考虑了地形因子影响的3种插值方法的精度都有比较明显的提高，对于普通克立格法，平均绝对误差（MAE）从103℃降到060℃，均方根误差（RMSE）从238℃降到123℃；对于反距离权重法，MAE从110℃降到065℃，RMSE从248℃降到138℃；对于样条插值法，MAE从124℃降到074℃，RMSE从266℃降到151℃。考虑了地形因子影响的空间插值方法整体上要优于没有考虑地形因子的空间插值方法，其中，基于地形因子的普通克里格插值方法结果相对较好     

基于PMF模型的长江流域水体中多环芳烃来源解析及生态风险评价

为研究长江流域水体中多环芳烃(PAHs)污染特征和生态风险,于2015年8月采集了长江干流及主要支流水体样品19个.使用固相萃取方法提取PAHs,经净化后,利用气相色谱-质谱联用仪测定了16种优先控制PAHs(ΣPAHs)的浓度.结果表明,水体中ΣPAHs浓度范围为17.7~110 ng·L-1,平均浓度为42.6 ng·L-1.水体中PAHs主要以低环为主(2~3环),占水体ΣPAHs总量的67.7%.同分异构体比值法表明,研究区PAHs主要来自于化石燃料和木材等生物质燃料燃烧的产物以及石油类物质泄漏和化石燃料燃烧混合产物.正定矩阵因子分解法(PMF)结果表明,研究区PAHs主要有4种来源,依次为:生物质和煤炭燃烧混合源40.1%,石油源19.6%,交通源17.5%,焦炭源22.8%.生态风险评价结果表明,低环PAHs的生态风险处于较高水平,各采样点风险熵值表明,乌江站及下游区域生态风险较高,但总体看来,长江流域总体生态风险处于较低水平.     

1998年长江流域洪水灾害成因分析

通过实测气象,水文数据分析和洪水期雷达卫星影像判读,论述了１９９８年长江流域洪水的雨情,水情和灾情的主要特征,并与１９９４年的相关数据进行了比较,可以认为,１９９８年长江流域洪水是由异常降水引起的,其洪水灾害的主要物征为高水位,长历时,大洪量,１９９８年长江干流洪水总量与１９５４年规模相当。     

长江流域的水资源配置与水资源综合管理

回顾总结了我国近年来在水资源配置方面的理论研究和工作进展,论述了我国水资源配置的特点及其与联合国倡导的水资源综合管理的相互关系,阐述了长江流域水资源综合管理在我国的重要地位。提出我国开展的水资源配置在重视公众参与的基础上,与水资源综合管理是一致的。长江流域水资源综合管理是一个多学科、跨学科的研究课题。流域层面的水资源综合管理是国家层面和行业层面水资源配置的基础。长江水资源综合管理应该遵循水文系统优先的原则,使水资源利用和管理在流域层面上首先达到优化状态。环境用水需求是一个重要课题,它是流域层面水资源配置的基础,急待开展大量的研究。在流域系统优先原则下,各行政区与水用户参与者在讨论和协商的基础上,确定共同的准则、目标和具体措施,在不损害它方利益的前提下都能取得自己的利益。具体细化新《水法》中提出的流域管理与行政管理相结合的原则是开展长江水资源综合管理的关键。《长江法》的制定应该为水资源综合管理提供具体的法律依据。流域与地方水利机构的体制改革是十分重要的,它应该为开展水资源综合管理创造条件。在我国国情条件下,水资源综合管理中的用户参与应该如何开展,需要研究和实践。     

长江流域下游水体中药品和个人护理品赋存、分布、溯源及风险评估研究进展

药品和个人护理品（PPCPs）作为一类新污染物,种类繁多,且广泛存在于自然水体中。长江流域下游地区由于人口稠密,产业发达,PPCPs对于水体的污染问题尤为突出。简述了2010—2021年长江流域下游水体中PPCPs的赋存状况、时空分布及溯源分析情况,并对PPCPs的生态环境风险评估研究进展进行总结,揭示了近10年来长江流域下游水体中PPCPs的污染状况及变化态势,提出了未来PPCPs监测、溯源和风险评估的发展趋势,以期为水环境中PPCPs污染物的预警和管控提供参考依据。     

2000~2020年长江流域植被NDVI动态变化及影响因素探测

研究植被动态变化并探测驱动其变化的影响因素,对区域生态环境质量监测和林业恢复工程效应评估具有重要现实意义.利用MODIS NDVI数据、基于站点的气象数据、DEM数据、人口密度数据和夜间灯光数据等,结合Theil-Sen Median斜率估计、Mann-Kendall显著性检验、稳定性分析和地理探测器,在多时空尺度下分析2000～2020年长江流域植被NDVI时空演变特征及稳定性,并探测驱动植被NDVI空间分异的主要影响因素.结果表明,2000～2020年长江流域植被NDVI整体呈波动上升趋势.除太湖水系外,其余流域单元植被NDVI均呈上升趋势.长江流域植被NDVI呈上升趋势的面积占84.09%,其中,呈极显著上升和显著上升的区域占53.67%,主要分布在乌江、宜宾至宜昌、嘉陵江、汉江和洞庭湖水系.除金沙江石鼓以上和太湖水系植被NDVI稳定性较差以外,其他流域单元植被NDVI整体较为稳定.海拔是影响各流域单元植被生长的重要因素,而气候因子对金沙江石鼓以上植被NDVI的影响程度最高,人文因子对乌江、湖口以下干流和太湖水系植被NDVI影响最大.长江流域影响因素双因子交互作用均表现为双因子增...     

长江流域着生藻类群落结构的空间格局及其生态评价

在长江流域河流区域共布设了130个采样点开展着生藻类调查,范围涵盖了自长江源区至入海口的干流重点区域、八大一级支流和三峡支流.长江干流着生藻类密度从高到低依次为长江上游、长江源区、长江中下游和金沙江,整个干流自西向东着生藻类群落空间格局呈现硅藻门和蓝藻门交替占优的形式,硅藻（舟形藻）在干流具最大竞争优势,干流着生藻类群落分布与总氮、总磷和pH密切相关.长江支流中,三峡支流着生藻类密度显著高于八大一级支流,所有支流着生藻类群落主要为蓝藻门,蓝藻（鞘丝藻）在长江支流具最大竞争优势,支流着生藻类群落分布与溶解氧和pH密切相关.着生藻类的多样性分析及水生态评价显示,长江源区物种丰富度较低,但均匀度指数较高,因此是α多样性最高的区域,也是水生态评价较好的区域（β中污型）;长江中下游尽管评价也为β中污型,但着生藻类群落均匀度显著低于源区,导致其α多样性低于源区.水质评价显示长江流域各区域均为良好,但区域间的WQI指数仍具显著差异,而且其差异结果与水生态评价结果不一致,因此建议结合水生态和水质两种评价结果从而更全面地评价水生态系统健康.     

长江流域总氮排放量预测

水环境污染是长江流域突出的环境问题之一,预测污染物排放特征可为流域水污染防治提供科学基础.本研究综合采用灰色理论预测模型、Conversion of land use and its effects at small region extent(CLUE-S)模型以及 Integrated valuation of ecosystem services and tradeoffs(InVEST)模型,预测2025年长江流域非点源以及点源总氮排放趋势.结果表明:①非点源总氮排放呈减少趋势,2015～2025年区域非点源总氮排放量减少23.96％,中下游农业区总氮排放骤减,而上游局部地区呈增加趋势;②点源总氮排放总体呈现增加趋势,2015～2025年区域点源总氮排放量增加1.79％,主要是由于城镇废水排放的增加以及中下游沿江城市群生活污水排放显著增加,而中下游丘陵地区点源总氮排放呈现减少趋势;③长江流域总氮排放量呈现减少趋势,2015～2025年减少2.67％,但仍有37.64％区域呈现总氮排放增加的趋势.长江流域未来应加强对上游面源污染治理以及中下游工业、城镇废水排放的管控.采用多模型结合的手段可以精细揭示了长江流域总氮排放空间格局及未来趋势,可为明确流域总氮排放控制目标提供科学基础,也可为实现高效的水环境治理提供科学依据.     

长江流域养殖池塘氮磷污染负荷估算

长江流域平原区水网密布、渔业发达,养殖池塘造成的氮磷污染问题突出,是河湖富营养化的重要污染源之一;从大空间尺度,精细化 估算养殖池塘的氮磷污染负荷,对水污染的精准防控具有重要意义.以长江流域为研究区,依托Google Earth Engine遥感大数据平台,构建了基于机器学习算法的养殖池塘识别模型,精细化识别了长江流域养殖池塘的分布与类型;梳理养殖坑塘的氮磷污染研究案例,针对长江流域养殖坑塘的特征,构建氮磷污染负荷的估算方法,评估氮磷污染负荷的时空分布.研究结果表明：2021年,长江流域养殖池塘总面积为14567 km²,包括鱼塘5820 km²、虾蟹塘8747 km²、氮磷排放量分别为95059、16224 t;中部地区的氮磷污染负荷最大,东部地区次之,西部地区最小. 本研究是遥感大数据在大尺度污染负荷定量分析的尝试应用,方法适用于其它类型污染负荷的估算.