1990～2015年长江流域县域粮食生产与粮食安全时空格局演变及影响因素分析

长江流域粮食生产与经济发展在全国均占据重要地位,研究近25年长江流域粮食生产与粮食安全时空格局演变及影响因素,可为我国粮食安全及流域可持续发展提供科学依据。基于1990、1995、2000、2005、2010和2015年长江流域县域粮食产量、户籍人口数据、农业化肥使用量和粮食播种面积（740个区县）,运用粮食变化指数、探索性空间数据分析（ESDA）、重心转移模型和空间误差模型(SEM)研究其时空格局演变特征及影响因素。研究结果表明：（1）1990～2015年长江流域粮食产量总体呈增长趋势,东西差异显著,年均增长率为0.5%,上中下游依次为0.6%、0.8%和 -0.7%;上游为劣势区,中游为优势增长区,下游为减弱区。（2）粮食产量冷点聚类一直分布在上游地区,聚类格局在2000年左右由西南边界的“L”型转变为西北倒“L”型;下游江淮地区与太湖平原的热点集聚在2000年后消失,且长期处于减产状态;人均粮食占有量与粮食产量时空格局演变呈较高的空间相似性,2000年为流域粮食生产与粮食安全格局发生变化的转折点。（3）1990～2015年长江流域一般余粮县和重要余粮县重心呈现出“南下西移”态势,缺粮县和供需紧平衡县重心发生了“从南向北、从西向东”迁移变化。（4）粮食播种面积和农业化肥施用量对粮食生产均具显著性正向效益。     

长江流域月降水的EEMD多时间尺度遥相关分析

基于长江流域138个气象站1961~2016年的逐月降水观测资料,应用集合经验模态分解（EEMD）方法,分别对各站点的月降水序列进行EEMD分解,然后,运用时滞相关分析和逐步变量选择的方法,以识别长江流域月降水周期振荡和长期趋势的显著影响因子,并构建多元线性回归模型对长江流域月降水进行预测。结果表明：（1）近50多年来,长江流域各站点的月降水呈现出显著的季节、年际和年代际尺度振荡特征。（2）流域内各站点月降水的长期变化趋势存在着较大的空间差异性,表现为金沙江、雅砻江、大渡河以及鄱阳湖流域是月降水长期趋势显著增加的集中区,而岷江中游以及洞庭湖流域的南部是月降水长期趋势显著减少的集中区。（3）厄尔尼诺1+2区的平均海表温度（NINO1+2）的过去模式是影响长江流域月降水周期振荡的主要气候因子,而全球平均气温距平（GlobalT）是影响长江流域月降水长期趋势的主要气候因子。（4）基于已识别的影响因子构建的月降水量预测模型在旱季的预报性能高于雨季,并在长江上游地区的预报性能高于其中下游地区。     

长江流域土地利用/覆被变化的大尺度水文效应

土地利用/覆被变化(LUCC)对流域水文过程具有重要的长期影响作用。针对土地利用覆被变化对大型流域水文过程的影响程度,利用构建的长江流域分布式水文模型分析了土地利用变化情景下的水文效应特征。结果显示:分布式水文模型综合考虑了下垫面土壤、坡度、植被等特征,可以较好的反映降水发生后水分在不同土壤、植被和地形条组合件下,蒸散、地表和地下径流等组分的运移过程。根据不同土地覆被类型的径流成分差异,以及长江流域实际可供调节的土地利用方式,流域现有土地利用格局中农林地依然具有较大的转换空间。根据典型流域中预设的农林地转换情景下的径流效应看,各种情景虽然对流域径流总量变化影响较小,但对蒸散、地表径流和基流可以产生显著影响。其中,林地增加使基流最高提升超过15%,同时可使地表径流下降近5%,两者对蒸散的改变在1%左右,对径流总量变化幅度则只有0.7%左右。不同情景下的水文响应模式反映了未来土地利用调整的水文效应,因此可以基于不同的径流效应,开展有利于综合发挥流域持水能力的空间规划,提升林地所占比重。     

长江流域新型城镇化耦合协调度时空分异与空间集聚

从长江流域协同发展与新型城镇化发展角度考虑,如何促进区域城镇化有序、适度及协调建设,是亟待解决的科学问题。以长江流域105个地级市为研究对象,基于熵值法构建人口、土地、经济、社会、生态环境城镇化的五维耦合协调度指标体系。依托ArcGIS平台,运用耦合协调度模型、核密度估计及探索性空间数据分析方法探究长江流域城镇化耦合协调度的时空分异特征、空间聚类格局及影响因素。结果表明：(1)2008～2018年,长江流域城镇化耦合协调度的标准差和变异系数均有下降,各地级市间城镇化耦合协调度的离散程度趋于缩小态势。(2)耦合协调度良好及以上的地级市主要位于长江三角洲、合肥与皖江沿线、武汉城市圈、长沙城市圈、成渝城市群等地。耦合协调度失调的地级市主要位于长江源头地区、川西—藏东—滇北横断山区、甘肃陇南、乌蒙山区、雪峰山区、罗霄山区等地。(3)长江流域城镇化耦合协调度空间集聚可划分为热点聚集型、中部发展型、冷点聚集型、边缘游离型4种类型,人力资本、交通建设、经济增长、产业结构、地理特征因素在很大程度上塑造了耦合协调度的区域格局。基于城镇化多维耦合协调发展,本研究提出了相应的政策建议。     

长江自然湿地水循环特点及功能

湿地是地球三大生态系统之一,也是与人类生产生活联系最密切的生态系统,长江自西向东流经我国三级地貌台阶和多个气候带,湿地类型及生物多样性丰富,但经济社会快速发展也给长江湿地保护带来巨大挑战。针对长江高原沼泽、高原湖泊、通江湖泊、中下游干流河滩和河口海岸等典型自然湿地,分别探讨这些湿地水循环特点及与生物栖息地的关系,为保护长江湿地提供参考。分析表明：长江高原的垂直水循环、中下游湖泊和河流的水平水循环、长江口的潮汐分别是维护湿地生态功能的关键水文因素。气候变化和人类活动是影响湿地水循环及生态功能主要因素,所有的湿地都受到人类活动的影响,其中长江源和长江口受气候变化影响更显著。湿地保护基本原则应该是尽量维护其自然的水循环节律,采取适应性的保护和管理措施才是最佳的方案。     

长江流域典型城市水生态环境特征解析及综合整治对策

以长江流域典型城市为研究对象,估算长江干流、主要支流和通江湖城市COD、氨氮、TN和TP污染排放负荷,梳理典型城市水环境质量、水生态、水资源和水安全特征。结果表明,长江流域内56个城市COD、氨氮、TN、TP的排放量分别为193.78万、15.57万、31.01万和2.18万t/a,流域内大部分城市主要污染源为城市生活源,但工业源和城市面源不容忽视。近年来,流域内城市面源排放负荷占比升高,部分城市水生态系统遭到破坏,存在水质型和资源型缺水、水资源开发利用不合理、非常规水利用率低等问题,导致部分城市仍存在水生态环境安全风险。在此基础上提出了流域内城市“十四五”时期水生态环境综合整治对策建议。     

欢迎订阅《长江流域资源与环境》杂志

正《长江流域资源与环境》杂志由中国科学院资源环境科学与技术局和中国科学院武汉文献情报中心联合主办,是我国唯一一份专门研究长江流域各种资源的开发利用保护与生态环境建设以及社会经济可持续发展的综合性学术刊物。杂志立足于长江流域,面向国内外,围绕流域资源与生态环境重大问题,报道最新的科学研究成果及工作经验,介绍国内外江河流域开发整治和环境保护的     

我国长江流域中三角区域大气污染物排放特征研究

中三角区域已经是我国第四个国家级城市群,也将成为我国经济增长的"第四极"。在经济发展的同时,更需要以节能减排、资源环境等为重点,以实现经济建设与生态文明"双可持续"的协同发展。本文以二氧化硫、氮氧化物、烟(粉)尘为主要大气污染物,对我国中三角区域大气污染物排放进行了详细的分析,并与京津冀、长三角、珠三角、"三区十群"等进行了多方位比较。结果表明,2013年中三角区域二氧化硫排放量为151.7万t,其中工业二氧化硫排放量为140.1万t;氮氧化物排放量为147.2万t,其中工业氮氧化物排放量为93.6万t;烟(粉)尘排放量为81.8万t,其中工业烟(粉)尘排放量为71.4万t。中三角区域二氧化硫、氮氧化物、烟(粉)尘排放量均位于"四极"的第三。中三角区域二氧化硫、氮氧化物、烟(粉)尘单位GDP排放强度分别为25.03t/亿元、24.29 t/亿元、13.50 t/亿元,分别位于"四极"的第一、第二、第二。同时,本文还从经济发展模式、产业结构调整、煤炭消费方式等方面对我国中三角等经济"四极"提出了相关建议。