长江流域不同类型降水量的非均匀性分布特征

基于长江流域1963~2016年131个气象站点逐日降水资料,计算了年降水、强降水（极端降水和暴雨）的集中度（PCD）、集中期（PCP）,并结合M-K非参数性趋势检验分析以及相关分析等方法对长江流域降水非均匀性分布特征及其趋势进行了分析,目的在于揭示不同类型降水量在流域内非均匀性分布的特征,加强对强降水在时空分布上的理解。结果表明：流域多年平均年内日降水量集中度（PCDDP）、集中期（PCPDP）均由下游向上游递增,PCDDP变化趋势不显著而PCPDP变化趋势在空间上差异明显,在流域中下游呈增长趋势、上游呈减小趋势;年降水量与PCDDP呈显著正相关的地区主要分布在四川盆地;流域年极端降水量PCDEP、PCPEP的多年平均分布及变化趋势与PCDDP、PCPDP相似。流域多年平均暴雨量（日降水≥50 mm）从下游向上游递减,在四川盆地较四周高,暴雨在流域东部呈增长趋势,在四川盆地呈减小趋势;年暴雨量集中度（PCDRP）、集中期（PCPRP）从流域东南向西北递减,在湖北、贵州以及四川东部PCDRP呈增加趋势,在流域东南部呈减小趋势;PCPRP在江浙、安徽、湖南及贵州地区呈不明显的增加趋势,在四川、云南等地呈减少趋势。     

2000～2019嘉陵江流域植被覆盖时空变化特征及气候响应分析

嘉陵江是长江水系流域面积最大的一条支流,近年来嘉陵江流域出现严重水土流失,在生态保护工程的实施和气候变化的共同作用下植被覆盖发生了明显变化,研究植被覆盖时空变化特征、未来趋势和影响因素,可为嘉陵江流域生态环境治理提供参考依据.基于MODIS-NDVI时序数据和地面气象数据,借助3S技术和线性趋势分析、Hurst指数、变异系数等方法多角度分析了嘉陵江流域植被覆盖的时空演变特征及未来趋势,并结合Mann-Kendall(M-K)检验与偏相关系数研究气候因子对植被覆盖的影响.结果 表明:(1)近20年来嘉陵江流域植被覆盖总体呈上升趋势,增加速率为2.9％/10a,且空间分布上具有显著差异,表现为上中游偏高,下游偏低;(2)嘉陵江流域植被覆盖呈增加趋势和减少趋势的面积分别占88.68％和11.32％,具体表现为陇南陕南地区及中下游东部地区显著增加,流域西北部与南部各市县城区减少;(3)流域北部地区植被覆盖变化的波动性强于南部地区,中东部地区波动最小.(4)嘉陵江流域植被覆盖变化反向持续性较强,植被变化呈持续退化趋势的主要在碌曲县南部与流域南部各市县城区,呈持续改善趋势的主要在广元市剑阁县与苍溪县,其余区域呈由退化到改善的趋势;(5)气温对嘉陵江流域植被覆盖变化的影响最大,且植被NDVI对气温和降水的响应均存在一定的滞后现象,人类活动对植被覆盖变化的影响具有两面性.     

近40年来长江流域水沙变化趋势及可能影响因素探讨

利用Mann Kendall方法,分析了近40年长江流域主要水文站点（长江干流水文站：屏山站、宜昌站、汉口站与大通站;支流水文站：嘉陵江的北碚站和汉江的皇庄站）的流量及输沙率的变化特征。结果表明：①长江流域流量与输沙量变化受人类活动（土地利用、水利设施建设等）与自然因素（如降水的时空变化）综合因素影响,变化趋势表现出复杂性,上、中、下游各有特点;②长江流域屏山站以上流域输沙率有上升趋势（1~5月份上升趋势达到95%的置信度水平）,这与上游河床坡度较大,使泥沙不易沉积以及暴雨与降水增加有关;③长江中下游输沙呈显著下降趋势。计算结果表明,宜昌-汉口河段是长江流域泥沙主要沉积区,加上葛州坝与三峡工程的建成与投入使用,从而进一步使中下游输沙量呈下降趋势。由于下游降水增加,使下游径流量自1980s以来有微弱上升趋势,但未达到95%的置信度水平,中上游流量变化不显著。对上、中、下游人为因素与自然因素对流域流量与输沙量的变化贡献率方面需要做进一步的研究。     

长江经济带沿江城市群空间分布格局与联动机理研究

引导长江经济带沿江城市群协同发展是新时期我国重要的区域发展战略。基于空间平滑核密度估算法、空间溢出系数、局域空间聚类指数、关联度滞后效应模型和因果检验模型,系统分析我国长江经济带沿江城市群的空间分布格局以及上中下游地区联动机理。研究表明:1目前长江流域发育程度达到城市群界定标准的有长江三角洲、长江中游和成渝三个城市群;2长江经济带城市群之间经济发展存在正向关联;3在流域联动方向上呈现出自下游长江三角洲城市群→中游城市群→上游成渝城市群的单向联动关系,且引致关联存在滞后效应。因此,有效畅通长江经济带城市群的空间溢出渠道、提高沿江城市之间的空间关联度,是缩小长江流域上中下游地区之间空间分布差异,推动流域一体化实现的关键。     

汉江流域生态系统服务权衡与协同关系演变

汉江流域是我国南水北调工程的水源地,也是国家重要的生态功能区,定量分析其生态系统服务关系对协调区域发展与保护环境有重要意义。综合利用RS与GIS技术对该区域2000～2015年的土壤保持、碳储量与食物供给服务进行空间制图,并基于空间采样法对3种生态系统服务间的权衡与协同关系进行研究。结果表明:(1)在2000～2015年,汉江流域土壤保持量在波动中下降,高值区位于汉江上游林地、草地交叉分布区域,低值区位于汉江中下游林地、耕地等单一聚集地类区;碳储量年际变化较小,其高低值分布与土壤保持量基本相同;食物供给量增长迅速,高值区位于中下游的平原区,低值区位于上游的山地和盆地区。(2)在权衡与协同分析中,碳储量与食物供给、土壤保持与食物供给之间以权衡关系为主,而碳储量与土壤保持以协同关系为主,各生态系统间权衡与协同关系存在空间异质性。(3)空间热点制图显示,2000～2015年0类服务热点区占比减少,主要地类为草地;1类服务热点区占比最大且呈增加趋势,主要地类为耕地,生态服务类型以食物供给为主;2类服务热点区有所减少,多分布在上游林地区域,服务类型为碳储存和土壤保持;3类服务热点区占比很少。该研究结果对揭示生态系统服务之间的区域差异有重要作用。     

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     

江苏省国土空间生态保护修复区的识别划定

国土空间生态保护修复规划是国土空间规划体系中的重要专项规划,其中保护修复区识别和划定是该项规划编制的关键内容。针对当前省域尺度国土空间生态保护与修复研究开展较少的状况,以江苏省为研究区,通过构建多级指标体系对全省生态重要区域和敏感区域及其等级层次进行了评价识别,然后整合二者成果,对江苏省各类各级生态保护修复区进行了划定。结果表明：(1)江苏省国土空间生态保护修复区可划分为生态保护重点区、生态修复关键区和生态修复一般区,面积分别为17 548、4 688、16 981 km²,比例16.17%、4.32%、15.65%。(2)生态保护重点区主要包括太湖、洪泽湖等湖泊地区、长江过境段下游以及东部沿海湿地等,生态修复关键区主要分布在苏南的太湖流域、长江沿岸以及苏北的沂沭泗流域,生态修复一般区则主要集中在沂沭泗流域北部、苏中的淮河-里下河流域、长江过境段上游沿岸和东部沿海地区,其余大多在苏北地区零散分布。(3)生态保护重点区主要由水域、湿地构成,生态修复关键区和一般区则分别以城市周边地区和农业生产用地为主。     

长江流域月降水的多尺度随机特征及其分区

提出了一种基于集合经验模态分解的多尺度信息熵方法来分析长江流域138个气象站1961～2016年的月降水在不同时间尺度下的随机性,然后,采用模糊C均值聚类(FCM)算法对流域月降水进行空间区划,最后,探讨各区平均月降水序列与厄尔尼诺1+2区的平均海表温度(NINO1+2)之间的时滞相关性.结果表明:(1)长江流域月降水存在明显的季节、年际和年代际变化特征;(2)流域月降水在不同时间尺度下的随机性均呈现出东部高-西部低的空间分布模式,并且流域月降水的IMF分量的随机性随时间尺度的增大而降低,且不同地区间其随机性的差异越来越大;(3)流域月降水在各IMF分量上的随机性沿纬向自西向东逐渐增大,而沿经向呈现出拟均匀性;(4)流域月降水在空间上可划分为6个一致性子区域:西部高原区、西南部横断山区、北部低山盆地区、南部低山丘陵区、东南部鄱阳湖平原区和东部长江三角洲区;(5)流域各区平均月降水对NINO1+2的最佳响应时滞自东南沿海向内陆地区依次由2个月延长至4个月.     

1983～2012年长江流域地表净辐射变化特征

本文采用统计相关分析、Morlet小波分析、Rodionov时间序列分析与GIS空间分析等技术方法,分析了1983年7月至2012年9月长江流域SRB和CERES地表净辐射月产品的时空变化特征.结果表明:拟合后遥感产品比气象辐射站点观测值整体高15.8％,平均误差为15.31 W/m2,均方根误差为21.58W/m2.长江流域地表净辐射多年均值为78.0W/m2,整体呈下降趋势,于1996年突降,存在16年和10年周期;季相上,呈夏＞春＞秋＞冬.空间上,呈现西部地区＞东部地区＞中部地区;1996～2012年相较1983～1995年净辐射整体下降,其中上游流域降幅大于中下游;净辐射降低主要出现在5～7月,降幅较大地区主要是长江上游流域部分地区和长江中游流域纬度较低地区.研究结果对于认识长江流域的气候变化条件下的能量和水分循环过程等具有重要意义.     

基于生态系统服务流视角的生态补偿区域划分与标准核算——以石羊河流域为例

厘定补偿边界与明晰补偿标准是流域生态补偿科学实施的关键。生态系统服务流因其可清晰反映流域上下游生态系统服务联系、精准界定生态系统服务供受区范围、客观计算生态系统服务补偿标准,成为生态补偿研究的新切入点。文章以石羊河流域为例,基于流域2018年土地覆被、气象观测和统计年鉴等多源数据,利用供需平衡模型和风沙扩散模型分别模拟了流域主要生态系统服务的流动特征,并据此确定了受偿区、支付区范围以及补偿的标准。结果表明:(1)石羊河流域提供的生态系统服务主要为水供给服务和防风固沙服务,总体呈现出"上游水资源供给,下游防风固沙"的分布格局;(2)石羊河流域生态补偿的综合受偿区分布在流域上游的天祝藏族自治县和下游的民勤县,综合支付区在流域的中上游县(区)均有分布;(3)石羊河流域生态补偿总额度为9.89亿元,其中水供给服务每公顷应受偿/支付357.39元,防风固沙服务每公顷应受偿/支付943.67元。受偿额度高值区主要集中在流域下游民勤县,支付额度高值区主要集中在流域中游凉州区。     

汉江中下游流域土壤侵蚀高风险期及优先控制区协同分析

土壤侵蚀高风险期和优先控制区分别指土壤侵蚀发生的主要时段和区域。基于月尺度土壤侵蚀高风险期及优先控制区识别,对水土资源保护具有实践意义。基于USLE模型,定量分析汉江中下游流域不同月份土壤侵蚀时空分布特征,采用土壤侵蚀高风险期及优先控制区协同分析方法,先基于侵蚀量-时间曲线定量识别流域土壤侵蚀的高风险期,再基于侵蚀量-面积曲线识别高风险期内的优先控制区。结果表明,汉江中下游流域2010年土壤侵蚀具有集中分布特点,严重侵蚀区域主要集中在流域西北和东南地区,占流域面积的11.70%;轻度及以下侵蚀区域主要集中在流域东部和南部坡度较低的区域,占流域面积的88.30%。流域土壤侵蚀的高风险期为4月和7月,侵蚀量占全年的69.12%,其中,7月土壤侵蚀量最高,占全年的41.83%,4月土壤侵蚀量占全年的27.29%。汉江中下游流域高风险期内优先控制区占流域面积的12.22%,其侵蚀量达82.01%,优先控制区主要分布在流域北部、西部及东南部分县市。通过优先控制高风险期内的优先控制区域可以大大提高土壤侵蚀的控制效率。     

长江上游地区土壤可蚀性空间分异特征

研究土壤可蚀性K值有助于宏观判断和定量分析长江上游地区土壤侵蚀的空间分布特征。利用第二次土壤普查资料建立了长江上游土壤的理化性质数据库,通过三次样条插值对土壤质地进行转换,采用EPIC模型计算出各土种的可蚀性K值,采用面积加权的方法,求得各亚类的可蚀性K值,将其链接至长江上游土壤图的属性表,得到土壤可蚀性空间分布图,进而探讨土壤可蚀性的分布特征。结果表明：长江上游土壤可蚀性以较低可蚀性、中等可蚀性和较高可蚀性为主,横断山区、云贵高原和三峡库区区域土壤可蚀性明显高于四川盆地地区;高可蚀性土壤主要分布在嘉陵江上游和横断山区的低海拔谷地;平均K值为0239 0,最大值041,最小值007土壤可蚀性高低与土壤侵蚀强度、海拔高度和坡度在空间分布上具有一定的规律性     

长江流域水土流失及其防治

对长江流域水土流失现状和分布作了具体分析,指出建国以来水土流失有发展趋势;从土壤资源、土地资源、水资源与生态环境等方面,阐述了水土流失对资源环境的破坏性;着重指出了长江流域的流失物质、泥沙输移比和沉积规律与我国黄土高原流失区有着不同的特点,同时存在着比黄土高原更大的潜在危险;针对长江流域水土流失特点、发生原因并结合兴建三峡工程和长江经济带的开发,从战略高度提出了防治水土流失的策略和措施。     

基于InVEST模型的秦岭山地土壤流失及土壤保持生态效益评价

为了解秦岭山地土壤侵蚀及土壤保持生态服务功能的空间分布特征,采用InVEST 土壤保持模型,从研究区、流域、县域3个尺度,对其潜在与实际土壤侵蚀量进行计算,在此基础上进一步应用该模型量化研究区土壤保持生态服务价值,得到土壤保持服务价值空间分布图。研究结果表明：（1）2012年秦岭山地潜在与实际土壤侵蚀量分别为4588×108 t、152×108 t,五大流域和各县区以轻度侵蚀和中度侵蚀为主,较为严重的地区为汉江流域南部紫阳县6323 t/(hm2[DK]·a)[JP2]和岚皋县5869 t/(hm2[DK]·a),属强烈侵蚀。（2）全区土壤保持总量4337×108 t,[JP]其中泥沙持留量143×108 t,单位面积土壤保持量为71979 t/(hm2[DK]·a);减少泥沙疏浚工程和水质治理花费的土壤保持服务价值共计4184亿元。各县区土壤保持服务价值量在001亿元至475亿元不等,价值量在096~191亿元之间的县区占全区的4413%,其次为191~285亿元（2522%）。（3）对于秦岭山地土壤侵蚀的防治及其生态效益的建设,保证林地面积的绝对优势是首要条件;对于大于25°的坡耕地,应继续推行还林还草政策     

长江中上游地区土壤侵蚀机制及过程试验研究

基于中国大陆水蚀地区土壤侵蚀的主要影响因子-土壤抗侵蚀性指标进行的35个一级控制性测点试验对比研究和野外人工降雨原位试验,重点讨论了长江中上游地区土壤侵蚀形成的机制和过程。结果表明长江中上游地区土壤侵蚀主要表现为在降雨和土壤蓄满壤中流参与下的重力侵蚀过程。在形成上表现为坡地上土壤体表层小范围的滑动和微型阵性泥石流过程,导致沟道河流泥沙输移比小并产生局部严重淤积,土壤侵蚀的危害首先表现为土层进一步变薄、退化和荒芜,其次表现为泥沙游积和洪害。长江中上游地区土壤保持的基本方针应该是“保土减水”,与黄土高原“全部降水就地入渗拦蓄”的方针有所不同。     

长江上游水土流失成因及治理模式研究--以重庆市城口县为例

水土保持工作是一项直接关系三峡工程和“南水北调”工程的重要工作,也是西部生态环境建设的重要内容之一。以“长治”工程重点县——城口县为例,研究其水土流失成因及治理模式。该县位于重庆市最北端,既是“长治”工程重点县,也是“南水北调”工程中线引水方案丹江口水库上游水土保持工作重点县。该县水土流失比较严重,流失面积高达1 728.67 km\+2,占全县土地总面积的52.61%。造成水土流失的主要原因既有自然因素,又有人为因素,但其资源相当丰富,为水土流失治理模式提供了较好的基础条件。在分析其水土流失成因基础上,结合该县的资源优势和实际情况,提出其水土流失治理的模式和途径,以期进一步推进该县生态环境建设、加强水土保持工作,为长江上游贫困山区县的水土保持工作探索比较合适的模式和途径。     

长江经济带后备适宜建设用地潜力

随着中央政府将长江经济带发展提到国家区域战略的新高度,其对建设用地的需求将进一步增加。作为客观反映地区剩余或潜在建设用地对未来人口集聚、工业化和城镇化发展承载能力的指标,后备适宜建设用地潜力成为决定研究区域能否持续稳定发展的关键因素。基于此,本文根据后备适宜建设用地的计算方法和评价技术流程,测算了长江经济带后备适宜建设用地潜力,并对其空间分布特征进行了分析。结果表明:长江经济带后备适宜建设用地面积为85 672.35 km2,约占研究区总面积的4.18%,总体潜力不大,空间上呈现出长江北部高于南部,中游、下游、上游地区依次递减的分布趋势;人均后备适宜建设用地0.22亩/人,下、中、上游地区呈现出依次递减的趋势;四川盆地、两湖平原、皖北等区域的后备适宜建设用地潜力较大,长三角、大城市市辖区以及川西地区不仅后备适宜建设用地较缺乏,人均后备适宜建设用地面积也较低。     

以底栖动物为指示物种对长江流域水生态进行评价

采用底栖动物作为指示物种对长江流域的水生态进行了调查研究和生态评价。在长江上游支流、中下游干流及沿江湖泊上选取36个代表性样点进行生态考察和底栖动物采样、鉴定和分析。采用Hilsenhoff生物指数和水化学分析对样点水质进行评价，对比分析了各样点底栖动物的结构组成及多样性。上游支流大部分样点水质清洁；中游干流及沿江湖泊水质受到轻度到中度污染；下游干流水质污染加重。底栖动物多样性在上游支流中最高，中游湖泊较高，干流中下游较低。总结得出了4种河床演变条件下的底栖动物群谱。上游支流河床稳定的河流底栖动物密度较大，物种丰富，多样性高；侵蚀下切的河流底栖动物密度、物种数和多样性较低；淤积抬升的河流底栖动物密度、物种数和多样性更低一些；河势散乱且河床运动剧烈的支流物种丰度和密度均很低甚至为零，生态条件差。     

陇南长江流域经济发展和生态重建战略研究

陇南长江流域大多地处嘉陵江上游的源头地区,是一个资源较为富集但经济相对落后、生态环境脆弱且人口压力较大的丘陵山区。本文从可持续发展的角度出发,着眼世纪之交摆脱贫困与奔向小康转换时期经济发展和生态重建的协调演进,提出产业结构调整的基本思路是立足山区优势发展特色农业,市场配置资源、培植支柱工业,商贸、旅游并举、突出第三产业、强化基础设计、增强发展后劲;空间结构重组的战略构想是重点发展东部经８济重心区、     

以底栖动物为指示物种对长江流域水生态进行评价

采用底栖动物作为指示物种对长江流域的水生态进行了调查研究和生态评价。在长江上游支流、中下游干流及沿江湖泊上选取36个代表性样点进行生态考察和底栖动物采样、鉴定和分析。采用Hilsenhoff生物指数和水化学分析对样点水质进行评价,对比分析了各样点底栖动物的结构组成及多样性。上游支流大部分样点水质清洁;中游干流及沿江湖泊水质受到轻度到中度污染;下游干流水质污染加重。底栖动物多样性在上游支流中最高,中游湖泊较高,干流中下游较低。总结得出了4种河床演变条件下的底栖动物群谱。上游支流河床稳定的河流底栖动物密度较大,物种丰富,多样性高;侵蚀下切的河流底栖动物密度、物种数和多样性较低;淤积抬升的河流底栖动物密度、物种数和多样性更低一些;河势散乱且河床运动剧烈的支流物种丰度和密度均很低甚至为零,生态条件差。