协调推进长江经济带生态环境高水平保护与区域经济高质量发展对于我国全面建成社会主义现代化强国具有重要意义。以我国长江经济带11个省市为研究区域，构建综合指标评价体系，利用耦合协调测度模型、灰色关联模型、PVAR模型等方法测度并分析长江经济带2012~2022年生态环境和经济高质量发展的耦合协调度和互动关系。结果表明：（1）长江经济带生态环境与经济高质量发展二者协调发展水平历经“中度失调—基本协调—中度协调”的阶段性演变，整体上呈“长江下游＞长江中游＞长江上游”的空间分异格局。（2）至2022年，仅上海、浙江和江苏三省市实现了中度协调状态，其余省市均处于基本协调状态。（3）长江经济带各区域子系统与两系统耦合协调度的关联程度较为均衡，各子系统指标的关联度普遍超过0.8，显示出较强的关联关系。（4）从互动关系来看，长江经济带初期生态环境受冲击显著但随时间恢复稳定，经济对生态环境的短期负面影响也逐渐减弱。据此，应通过因地施策、完善环境规制、强化区域内部合作等措施进一步提升长江经济带生态环境与经济的协调发展，实现区域发展的可持续性。

 稳步实现绿色全要素生产率增长是长江经济带践行绿色低碳发展，实现高质量发展的重要途径。以测算的长江经济带2005~2020年的绿色全要素生产率为研究对象，运用空间分布图和标准差椭圆的方法探究了在城市群视角下长江经济带绿色全要素生产率的时空演化和集聚特征，并运用地理探测器研究了长江经济带绿色全要素生产率空间分异的驱动因素。结果表明：(1)2005~2020年，长江经济带整体、长江中游城市群和成渝城市群绿色全要素生产率呈现先下降后增长的发展趋势，长三角城市群呈现先增长后下降再增长的发展趋势；(2)研究期内长江经济带绿色全要素生产率从空间上始终呈现“长三角城市群>成渝城市群>长江中游城市群”以及“中心城市>非中心城市”的特征；(3)长三角城市群和长江中游城市群的绿色全要素生产率经历了“先分散，后集聚”的演化过程，成渝城市群绿色全要素生产率的集聚发展特征不明显但有明显的向东部迁移的趋势，中心城市对绿色全要素生产率的分布格局有较大影响；(4)地理探测器的单因子探测结果显示城市发展水平、技术创新和环境规制水平是长江经济带绿色全要素生产率空间分异的核心驱动因素；交互探测结果显示驱动因素的交互作用大于单因子的影响效果，2020年数字化水平和环境规制水平的交互作用对绿色全要素生产率的解释力度最强。

 了解城市关联及其演化特征对区域协同具有重要意义。利用修正引力模型构建2015、2019与2022年长三角地区城市关联网络，采用社会网络分析法，遵循“流量-流向-点特征-社群结构”的逻辑架构探究其时空特征，最后利用QAP方法识别网络关联的影响因素。结果表明：(1)网络强度格局从“一大三小”转变为“多点开花”；首位联系较弱，空间上形成多中心相对封闭地域系统。(2)城市中心度由极化格局逐渐向均衡演变。(3)2015~2019年，“之”字形核心地区承担着地区唯一的辐射带动功能，“经纪人”角色的城市较多；2019~2022年，“经纪人”板块消失，浙江大部显示出辐射带动效果。(4)地理邻近对关联网络呈现稳定正向影响，市场规模与科创水平差异在近年逐渐呈现正向溢出；经济差异稳定呈现负向效果，信息基建水平差异近年逐渐呈负向显著；行政关系的影响不再明显；其余因素影响效应不稳定。 

 科学认知长江中游城市群水生态空间演变的时空分异特征及形成机制对于实现长江中游地区水生态空间的用途管制和引导水生态空间治理融入国土空间规划体系具有重要作用。面向现阶段国土空间规划空间用途管制需求构建水生态空间分类体系，采用空间转移矩阵、地形位分析从“规模-地形”两个维度刻画水生态空间时空演变特征，引入偏最小二乘结构方程模型定量解析2000~2020年长江中游城市群水生态空间格局形成机制。结果表明：（1）近20年长江中游城市群水生态空间流失规模高达1 614.26 km2，降幅7.63%，湖北、湖南剧烈减少的同时江西略有增加；“农业空间-水生态空间”的动态转换现象尤为显著，江汉平原、两湖平原的水生态空间转型最为剧烈；（2）从地形梯度来看，长江中游城市群水生态空间的流失和扩张位置主要发生在低地形位地区，整体有“上山爬坡”的地形梯度变化趋势；（3）利用偏最小二乘结构方程模型可在较小样本量和空间数据非正态分布的情况下对水生态空间与多元影响因素间的作用关系进行有效解析，水生态空间的演变过程与地貌基础、道路设施建设及农业生产开发等因素均具有直接、显著的作用，人口与社会发展、经济与产业扩张可通过道路与设施建设以及农业生产开发对水生态空间演变产生间接影响，气候与水文变化仅对水生态空间的扩张具有明显作用。研究可为国土空间规划背景下水生态空间格局-过程-机理的量化分析和长江中游城市群水生态空间用途管制提供理论支撑与数据参考。

增强城市群综合承载力是实现高质量发展的关键任务。以长江中游城市群的28个地级市2010~2021年的面板数据为基础，综合运用DPSIR框架和熵权TOPSIS方法，全面评价了该地区城市综合承载力的时空演进特征，并通过障碍因子模型诊断了制约因素。研究发现：（1）长江中游城市群综合承载力整体呈上升趋势，但增速存在差异；（2）空间分布上，长江中游城市群综合承载力由低水平的不均衡向高水平的不均衡演进，呈现“中心城市高”的空间分异格局；（3）驱动力和响应系统对城市综合承载力的贡献显著，而压力和状态系统的影响相对较小。（4）影响长江中游城市群城市综合承载力的障碍因素：创新能力、基础设施建设、教育和公共文化服务水平。研究结果为长江中游城市群乃至类似城市群的可持续发展政策制定提供了科学依据和指导。

阳离子交换性能是土壤质量的重要指标，揭示土壤阳离子交换性能的区域空间分异和动态变化特征，可以为土壤资源的合理利用提供科学依据。选择长江下游沿江平原圩区，通过构建跨度达3 000 a的土壤时间序列，分析了人为影响下土壤阳离子交换性能的演变特征。随着耕作时间的增加，长江冲积物母质形成的沿岸平原土壤pH快速下降，有机碳含量（SOC）总体上逐渐提升。交换性Ca2+、Mg2+、盐基总量（TEB）和盐基饱和度（BS）分别下降了49.7%、60.7%、42.5%和69.9%，K+则增加了297%。阳离子交换量（CEC）先期持续上升，后期又出现下降趋势，与围垦2 000 a的圩区相比，3 000 a旱地和水旱轮作地CEC分别下降了25.2%和23.4%。研究区内影响土壤阳离子交换性能的主要因素是土壤质地和SOC含量，土地利用方式的影响体现在水稻种植过程中复盐基作用提高了BS。利用SOC、质地、围垦历史和土地利用等因子预测土壤阳离子交换性能可以得到较为满意的结果。通过土壤时间序列分析，沿江平原区长期利用后阳离子交换性能和其它土壤质量指标下降的问题应该引起足够的重视。

 2019~2022年，在长江中游监利段设置监测断面，通过比较禁渔前后鱼卵仔鱼种类组成、资源量及多样性的变化，初步评估了禁渔对长江监利段渔业资源恢复的效果。研究表明：2019~2022年共监测到27种鱼卵，每年采集到鱼卵种类数差异不大，常见种类包括鳊、贝氏、赤眼鳟、鲢。其中小型鱼类占比下降，中大型鱼类占比有所上升。2019~2022年鱼卵规模变化不大，并呈现一定的下降趋势。多样性指数分析显示，禁渔后鱼卵的Margalef丰富度指数（d）呈下降趋势，但Shannon-Wiener物种多样性指数（H）、Pielou物种均匀度指数（J）和Simpson优势度指数（D）均有所上升。共监测到仔鱼45种，其中2022年采集到种类数最多，为39种。禁渔后仔鱼规模明显增加，2021~2022年连续2年超过1 200亿尾，并且小型鱼类占比下降，四大家鱼、鳊、鲌等占比上升。优势种从4种增长至10种，鳊、鲢和鳡等已回归为优势种。仔鱼的Margalef丰富度指数（d）、Shannon-Wiener物种多样性指数（H）、Pielou物种均匀度指数（J）和Simpson优势度指数（D）均呈向好趋势。以上结果表明，禁渔后长江中游仔鱼资源量明显增加，尤其是大中型鱼类，鱼类群落结构也正在发生变化，说明禁渔政策对长江生物多样性的保护作用已初显成效，建议继续加强禁渔措施的执行力。

极端气候变化对湖泊水文节律产生显著影响，进一步改变湿地水文连通时空特征，并可能促进或抑制湿地生态系统功能服务。以鄱阳湖湿地为研究区，采用改进最邻近水源距离方法，以陆地与水域任意点到达水陆边界的最短直线距离表征水文连通程度，基于2020~2022年遥感影像和水体指数法，研究了鄱阳湖湿地水文连通性的时空特征及水位影响规律，揭示了碟形湖湿地水文连通的空间差异及对候鸟保护的影响。研究发现，水文连通性变化受湖泊水位控制，鄱阳湖湿地水文连通性季节特征明显，随着涨水-丰水-退水-枯水季节转换呈现由弱变强再减弱的一般规律；水文连通性的年际变化与湖泊水情密切相关，涨水和枯水季节水文连通性的年际变化较小，而丰水季节和退水季节的水文连通性的年际变化显著；鄱阳湖湿地水文连通性具有北部湖区最强、东北部湖区次之、南部湖区变异性较大的空间分布特征；受地理位置、地形特征、人类活动和湖泊水情等影响，碟形湖湿地水文连通聚类特征明显，中等程度的水文连通性和较大的子湖面积有利于越冬候鸟栖息，以大湖池、沙湖、蚌湖为代表的三类碟形湖是越冬候鸟栖息的热点地区。研究表明改进最邻近水源距离方法适用基于遥感的湖泊洪泛湿地水文连通分析，研究结果可为鄱阳湖越冬候鸟保护以及其他河湖洪泛湿地水文连通性评估提供重要参考。

在全球气候变化背景下，洞庭湖四大水系入湖径流发生显著变化，进而导致洞庭湖水资源量和湖泊水文要素发生改变。为探究未来洞庭湖流域四大水系入湖径流演变规律，通过构建洞庭湖流域SWAT模型，控制未来洞庭湖流域气温与降水双变量，设置14种不同气候变化情景组合，计算分析不同气温与降水情景对洞庭湖四大水系入湖径流变化影响。研究结果表明：（1）年尺度和月尺度下，率定期与验证期纳什效率系数和相关系数模拟结果均大于合格要求，近2/3模拟结果达到优秀标准，入湖径流模拟结果月尺度好于年尺度，表明构建的SWAT模型能够较好适用于洞庭湖流域入湖径流模拟与预测；（2）通过构建14种未来不同气候变化情景组合，预测得到四大水系未来年均和月均入湖径流在不同气候情景下差异明显，入湖径流量随降水的增加而增大的变化趋势显著，随气温的升高而减少，但变化趋势不明显，表明降水变化对洞庭湖流域四大水系入湖径流影响大于气温。研究可为科学评估未来气候变化条件下洞庭湖流域水文变化趋势，合理开展水资源管理决策提供参考依据和数据支撑。

建立健全能够体现碳汇价值的多层级生态保护补偿机制，是新时期中国实施“双碳”战略目标的紧迫需求。基于财政纵横视角，构建了基于碳汇价值外溢的跨区域“双纵双横”碳生态补偿支付框架，并以长江经济带省域和湖北省县域为样本开展实证，分别测算其碳汇供需价值量、空间外溢量及其时空变化量，针对性构建了长江经济带跨区域多层级碳生态补偿机制。结果表明：（1）2010~2020年间，长江经济带及湖北省碳汇价值始终处于盈余状态，且盈余量逐年递增，但域内盈余状态则存在显著的差异性。（2）2010~2020年，长江经济带最终可获得纵横碳生态补偿支付总额分别为719.67、827.35及920.81亿元，基于碳汇价值外溢度实施财政分配，各盈余省域年均碳生态补偿受偿额为14.22~320.16亿元。湖北省县域层面上最终可获得纵横碳生态补偿支付总额分别为41.98、61.84及84.82亿元，各盈余县域年均碳生态补偿受偿额为0.02~2.91亿元，省域、县域间碳生态补偿支付额度差异明显。（3）将所测度的各层级碳生态补偿标准与各层级政府的GDP、财政收入额相比可知，该补偿标准并不会造成支付区和受偿区的财力“暴损”及“暴利”，有助于激励受偿区实施碳汇保护及治理的主观能动性。长江经济带跨区域碳生态补偿机制构建需进一步从法律保障体系、技术保障体系、社会保障体系及组织保障体系构建长效机制，以确保所构建的“双纵双横”碳生态补偿支付体系的常态化实施。

考虑气候变化构建科学合理生态安全格局是实现区域社会-生态复合系统可持续发展的共赢之路，对于降低气候风险和提高生态稳定具有重要意义。以江苏省为研究区，从生态因子适宜性和生态系统自然度两个维度识别生态源地，在解析气候变化脆弱性与生态安全格局作用关系的基础上构建阻力面，利用最小阻力模型和重力模型识别生态廊道，构建并评估了江苏省生态安全格局，并提出优化修复路径。研究结果表明：江苏省生态源地面积10 423.20km2，占全省土地总面积的9.72%，主要分布于河流湖泊及东部沿海湿地和西南丘陵山地区域；气候变化脆弱性指数为0.226~0.522，空间上呈现“苏中向苏南苏北梯度型升高”的格局特征，整体脆弱性较低，高脆弱区分布最少，主要集中在山地丘陵生态敏感区域；提取生态廊道35条，总长度2 448.66km，呈现“北疏南密，东疏西密”的空间格局，生态安全格局总体呈“两纵四横”空间特征；生态网络较不完善，生态网络结构经济性较低，需加强重要生态廊道构建。研究旨以为生态安全格局构建提供新视角，为应对气候变化保障区域生态安全提供参考。

湿地变化碳排放效应研究对实现碳达峰、碳中和战略目标具有重要作用。以江苏省为研究区，提取了近30年江苏省湿地信息，构建了江苏省湿地变化碳排放效应测算模型，分析了江苏省湿地变化碳排放效应时空格局演变特征。结果表明：（1）利用GEE平台提供的Landsat影像和随机森林算法能够快速、准确地提取江苏省湿地信息。1990~2020年，江苏省湿地总面积从1 919 310.03 hm2降至1 659 403.89 hm2，减少了13.54%;（2）江苏省湿地呈碳汇状态，年均碳汇量由1990年的970 622.32 t降至2020年的782 965.05 t，碳汇空间主要分布在江苏中部偏南地区且向东南、西北方向发散;（3）近30年，江苏省湿地变化碳排放效应为6 525 507.60 t，且时空异质性特征显著。湿地变化造成的碳源为7 117 328.91t，主要来自于各类湿地向建设用地的转移。湿地变化造成的碳汇为591 821.31 t，主要由建设用地向各类湿地转移以及各类湿地向耕地转移造成。研究结果为江苏省湿地保护政策的制定和双碳目标的实现提供了数据和理论支撑。

河槽-沙洲系统是河流常见的地貌组合形式，其发育和演变极可能威胁航运、涉水工程和防洪安全。然而，该地貌系统的演变涉及陆上和水下部分，如何准确地计算其地形变化量依然是地貌学目前的研究难点。以长江张家洲河段的河槽-沙洲组合为例，考虑陆上沙洲和水下河槽-沙洲体积共同变化，利用航行基准面与水文站实测水位，将遥感影像和航行图校正至统一高程基准，发展河槽-沙洲体积演变一体化数字高程模型。结果表明，该方法能够高效计算河槽-沙洲地貌体系陆上和水下体积变化量，且结果可靠。1993~2019年，张家洲河段河槽-沙洲体积变化可总结为冲刷（1993~2008年，冲刷12.85×10⁶m³）、淤积（2008~2013年，淤积.14×10⁶m³）和淤积（2013~2019年，淤积15.72×106m3）。1993~2019年整体上，张家洲河段河槽-沙洲地貌系统的体积整体上淤积11.77×10⁶m³，以泥沙容重为1.2 t/m³计算，相当于14.12×10⁶ t泥沙发生淤积。

了解浅水湖泊沉积物有机碳埋藏的时空分布规律及其影响因素对于深入认识这类湖泊碳埋藏过程及正确评价其在区域/全球碳循环中的作用具有重要意义。通过在巢湖东、西湖区采集沉积物柱状样，应用210Pbex-239+240Pu复合定年法建立沉积物年代序列，利用沉积物中总有机碳（TOC）、总氮（TN）、总磷（TP）、碳氮比（C/N）、常微量元素和粒度等指标，结合流域历史数据资料分析，研究了巢湖有机碳埋藏的时空变化特征及其影响因素。结果表明，210Pbex-239+240Pu复合计年法估算得到近70年巢湖沉积速率和有机碳埋藏速率的变化范围分别为0.19~0.90 g cm-2 a-1和16.6 ~ 71.2 gC m-2 a-1，均呈现出随时间先降后增的变化趋势，且总体东部湖区均快于西部湖区；巢湖东西湖区沉积物中有机碳的来源均主要为内源，东部湖区沉积物中较快的有机碳埋藏速率主要归因于其较快的沉积速率及较深的水位阻碍了沉积物中有机碳的分解与矿化；而西部湖区则是由于强烈的人类活动带来的湖泊底泥扰动以及藻源性有机质自身的性质促进了有机碳在沉积-埋藏过程中的降解和矿化，影响了其沉积物中有机碳的有效埋藏。此外，流域增温、经济快速发展、人口数量增加、农业化肥施用量提升等流域气候变化和人类活动因素均给巢湖近70年来的有机碳埋藏带来积极影响。

秭归县是长江流域生物多样性的关键地区，也是三峡库区重要的生态屏障。通过野外调查外来入侵植物的种类组成、分布以及危害等，根据传入定植与扩散风险、现状、危害以及治理难度，采用层次分析法（AHP）构建了秭归县外来入侵植物风险评价体系，并进行风险等级划分与风险评估。结果表明：（1）秭归县外来入侵植物68种，隶属22科45属；以菊科（Asteraceae）、苋科（Amaranthaceae）、大戟科（Euphorbiaceae）、禾本科（Poaceae）、车前科（Plantaginaceae）、豆科（Fabaceae）为主，菊科植物数量最多17种，占总种数的25%。（2）海拔 150~300 m范围内入侵植物种数最多，并随海拔上升呈现下降的趋势。茅坪镇（51种）是各乡镇中入侵植物高爆发地区。（3）秭归县68种外来入侵植物风险评估表明，小蓬草、苏门白酒草，喜旱莲子草、一年蓬、三叶鬼针草和钻叶紫菀风险等级较高，建议加强防控小蓬草等高风险入侵植物的蔓延扩散，动态监测和管理中低风险入侵植物的潜在危害，为秭归县外来入侵植物管理提供科学依据。

国家级特色乡村是乡村产业振兴与城市休闲旅游的示范和典型，系统分析其空间分布与可达性差异格局有助于差异化保护与利用国家级特色乡村资源，促进特色乡村统筹发展。以长江经济带5类国家级特色乡村为研究对象，运用GIS空间分析方法与数理统计方法，从不同空间尺度刻画长江经济带国家级特色乡村空间分布与可达性差异格局。结果表明：（1）5类特色乡村均具有典型的集聚性特征，集聚强度呈“传统村落>少数民族特色村寨>森林乡村>历史文化名村>乡村旅游重点村”的位序格局；（2）5类特色乡村核密度呈一高四低，空间分异鲜明的类型特征，地级及以上城市尺度非均衡度均高于省域尺度，数量分布均衡度较差；（3）5类特色乡村空间可达性地域分异显著，内部差异突出，除少数民族特色村寨可达性“西强东弱”外，其余四大特色乡村可达性均呈现“东高西低”的空间格局；（4）5类国家级特色乡村县域单元可达性受“沪昆”高铁与“沪汉蓉”快速客运通道两大横向铁路影响较大，均大致以成都—昆明线为界，呈“东高西低”的空间格局；（5）在一日游、二日游、三日游、五日游、七日游旅游圈情形下，特色乡村日常可达性优势城市分别对应杭州、南昌、南昌、贵州、贵州。

长江大保护背景下，长江经济带农业碳减排是实现“双碳”目标的重要支撑。通过分析长江经济带农业碳排放影响因素，构建农业碳排放系统动力学模型，并设置多种情景方案对上、中、下游地区农业碳排放强度达峰时间、峰值及减排效果进行仿真预测。结果表明：（1）基准情景下，上游地区预计2032年实现达峰,中游地区和下游地区预计2030年达峰。（2）协调发展情景对各地区农业碳减排效果最显著，上、中、下游地区达峰时间可分别提前至2028年、2026年、2025年，农业碳排放强度较基准情景分别可降低13.84%、19.22%、15.83%。（3）单一政策情景下，数字资本支持对上游地区农业碳减排作用最优，而环境污染治理则是中游地区和下游地区农业碳减排的工作重点。

耕地碳代谢系统涉及大规模、高频次的碳收支，对于土地利用碳循环有深刻影响。在碳中和目标背景下，研究耕地碳代谢密度变化特征及影响因素，不仅有助于拓展耕地碳代谢研究，而且能为耕地可持续发展和土地碳减排提供科学依据。为此，以江苏省为例，在借鉴ENA的代谢密度分析的基础上，分析2000~2020年耕地碳代谢密度变化特征，并运用空间自相关和时空地理加权回归模型识别影响耕地碳代谢的主要驱动因素。结果表明：（1）江苏省耕地碳代谢密度平均值3 336.06 t/km2，并且耕地碳代谢密度总体呈现上升趋势。（2）江苏省耕地碳代谢密度的空间分异明显，经济欠发达地区的耕地碳代谢密度较高，而经济发达地区较低。（3）江苏省耕地碳代谢密度在空间上呈显著的正相关，表现为低-低或高-高的空间集聚特征，随着时间的推移，正相关性逐渐增强。（4）江苏省耕地碳代谢密度变化受多因素影响，其中复种指数、年均降水整体具有正向影响，亩均化肥、财政支农水平具有负向影响，年均气温具有双向调控作用、正负交替影响。耕地碳代谢密度能够有效揭示耕地系统中碳循环的复杂性和动态性，直观刻画耕地利用方式和管理措施对碳输入和输出的动态调控作用；通过优化耕地管理策略，可以实现碳输入和输出之间的平衡，从而最大限度提高碳储存和减少碳排放，对于实现双碳目标具有重要意义。