水资源危机正逐渐成为全球性问题，目前已是限制我们人类进一步发展的瓶颈因素。工业污染和水利工程等都在不同程度地胁迫着我们赖以生存的水环境。气候变化、外来种入侵等现象进一步增加了水环境问题的复杂性。显然过去试图将水体同其周围环境割裂开来进行管理的方式有悖于自然规律。实施流域综合管理目前被普遍认为是解决日益严峻的流域资源问题的重要途径，也是当前世界各国治理水环境问题的普遍趋势。所谓流域综合管理，是以最大限度地适应自然规律为中心法则，在流域尺度上通过跨部门与跨行政区的协调管理，实现流域经济和环境的可持续协调发展。流域综合管理不只是原有水资源、水环境、水土流失等要素管理的简单加合，而是跨学科、跨部门、跨区域的综合性管理策略。它也不是简单地回复流域自然状态，而是综合考虑自然环境的维护与社会经济的发展，实现双赢局面。
由于自然地理、经济发展和社会体制等众多原因，中国目前面临的水环境问题比世界上其他国家所面临的问题都要复杂。所幸的是，我们国家各部门领导层和相关管理工作者均认识到流域综合管理的重要性，并提出了相应的战略对策和采取了具体的管理措施。国家“十二五”计划的《水体污染控制和治理科技重大专项》也提出了流域综合治理的导向性原则。实施流域综合管理是一项长期性的复杂工程，需要系统地统筹规划、先进的理论指导和不懈的探索与实践，更需要扎实的基础性工作。目前，我国流域管理才刚刚起步。世界上许多国家经过多年的努力探索出各种成功的流域管理模式，也为我们提供了参考的案例。然而，我们应结合我国现实情况，有选择性地吸取国际上成功经验，努力实践科学发展观，建立起一套适合中国国情的流域管理研究体系和政策体系。我相信，经过各部门管理工作者、各科研领域的专家以及社会公众的共同努力，我们有望实现“人与自然和谐相处”的美丽图景。
我十分高兴为该专辑作序，希望该专辑的出版能起到抛砖引玉的作用。同时希望广大从事流域科研和管理的工作者在深刻认识挑战的同时把握机遇，为我国流域系统的可持续性利用和社会经济的长足发展保驾护航。在此，也表达我对战斗在流域工作一线的科学家和管理者以及关心和支持这项工作的社会公众的良好祝愿

在鄱阳湖流域生态修复中，坚持“保护优先，自然恢复为主，人工修复遵循客观规律”的修复方法：（1）对具有典型意义的生态系统，划定保护区，加强管理，保护濒危物种，增加生物多样性；（2）对中、轻度损害的生态系统，实行封育保护，减轻负荷压力，利用生态系统自组织功能，自然恢复为主；（3）对于严重损害的生态系统，遵循生态系统生长发育的自然规律，采取人工措施修复或重建。科学选择了修复策略：（1）以修复植被生态系统为基础和前提，创造条件，利用生态系统的自组织、自修复能力逐步实现微生物、动物的恢复；（2）把生态修复与发展生态经济结合起来，增加群众收入，提高参与生态修复的主动性和积极性。经过20多年的生态修复，鄱阳湖流域森林覆盖率由311%提高到5832%；同时探索出一条可行的技术路线：（1）通过综合科学考察，掌握生态系统受损害的状况和原因，揭示相关生态系统发育、演替的客观规律；（2）着力研究生态恢复的生态学过程与机制，寻求有效的修复方法、措施和模式；（3）自主创新、试验示范、试点先行、样板引领；（4）以生态保护和建设的大项目为载体，全面展开、系统推进

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

通过界定水资源承载能力的概念和内涵，提出基于总量控制条件下人口经济水资源三者系统协调耦合的水资源承载能力分析计算方法，分别采用产业结构调整和水资源优化配置模型等措施，以赣江袁河流域水资源承载能力分析计算进行例证。研究结果表明：在用水总量控制、保障社会发展水平和人均GDP水平条件下，（1）优化后行业用水定额下降，流域需水总量减少，水资源利用效率提高，目标年2015年和2030年流域需水量调整后较调整前分别减少036亿m3、090亿m3，较调整前下降了23%和53%；（2）对于不同目标年，优化后用水区域可承载GDP和承载人口有所增加，2015年和2030年全流域可承载GDP分别增加2649亿元和15191亿元，全流域可承载人口分别增加773万人和1874万人

水环境容量核算是流域水环境容量总量分配的重要依据，关系到流域水质目标的实现。控制单元作为流域水环境管理的一个基本实施单位，以其为基础开展水环境容量核算，对于科学制定控制单元容量总量分配具有重要意义。以江西省锦江流域为例，根据水环境容量核算的基本原理，结合锦江流域的污染状况、水质现状和水环境功能区划，对流域各控制单元COD和氨氮的水环境容量进行分析，结果表明，控制单元的水环境容量与其内排污口的分布及功能区水质目标密切相关，COD的水环境容量以高安控制单元的最大，为 21 811 t/a；其次为上宜控制单元，为 21 168 t/a；再次为新丰控制单元，为 14 493 t/a；万载控制单元的最小，为 7 607 t/a。氨氮的水环境容量在各控制单元的分布特征与COD的略有不同，以上宜控制单元的最大，为790 t/a；其次为高安控制单元，为664 t/a；再次为新丰控制单元，为462 t/a；万载控制单元的最小，为303 t/a

全球变化引起了一系列环境效应，土壤侵蚀是全球变化最为敏感环境效应之一。选择生态极其脆弱区小江流域作为研究对象，通过遥感影像和雨量站点获取3期土地利用和降雨变化信息，结合区域基础地理信息数据，利用通用土壤流失方程（USLE模型）对该区域土壤侵蚀对土地利用和降雨变化的响应进行了分析。研究表明：（1）降雨量在1981~1990年为降雨量较小年份，1991~2000年为降雨量较大时间段，2001~2005年降雨量开始急剧减少；（2）1987、1995和2005年的平均侵蚀量分别为：7058、8008和7981 t/（hm2〖DK1〗·a)，中度侵蚀以上面积分别占总面积的2992%、3383%和3318%，其中极强度侵蚀分别占915%、1281%和1263%；（3）在分布特征上，强度侵蚀和极强度侵蚀主要分布在小江流域的中下游地段。极强度侵蚀主要分布在中海拔区域（1 600~2 800 m），所占的比例呈持续下降的趋势，但在高海拔区域，极强度侵蚀呈增加趋势；同时，极强度侵蚀集中分布在高坡度段（>35°）上，占其面积的85%以上，且呈持续增加趋势，在中坡度段（15°~35°）上，极强度侵蚀呈现明显的减少趋势。USLE模型可以较好的反映出全球变化条件下土壤侵蚀效应，为合理开发土地资源和人类经济活动提供科学依据

利用1982~2001年NOAA/AVHRR NDVI数据，根据简单生物模型SiB2的方法计算鄱阳湖流域叶面积指数LAI，分析不同植被类型LAI年内和年际变化及其与降水、气温的关系。结果显示：在年内，LAI从1月开始减小，至3月降到最小，之后开始迅速增大，7月达到最大值，然后又开始减小；各植被覆盖类型LAI与前3月降水和前1月平均气温相关性较强，并且全部通过95％的显著性检验。在年际上，各植被覆盖类型LAI在20 a间无明显整体增大或减小趋势，但每隔2~3 a呈锯齿状增大减小交替变化，其中常绿针叶林LAI变幅较大，在23~35之间，而林地草原LAI变化较平缓，在05~09之间；植被LAI年际变化受流域内5~7月降水年际变化的影响较大。在空间上，植被LAI在春、冬季整体较小，空间分布差异也较小，仅在流域边缘山区林地覆盖区稍大，其余大片区域LAI值很低，且分布比较均一；夏、秋季LAI较大，空间分布差异也较大，其空间分布主要与流域内土地覆盖类型有关

以1961~2007年三江源区的气象及径流资料为基础，采用MK法和R/S分析法分析三江源区气候及水文要素变化趋势及进行未来变化趋势预测，并采用主成分分析法判定径流过程的主要驱动要素。研究表明:三江源区气温普遍显著升高，水面蒸发和地温随着气温的升高也不断增加，降水的增加并不显著，而年径流尤其是夏秋季节径流存在明显减小的趋势。R/S分析结果表明气候和水文要素未来总体的变化趋势与过去一致。三江源区径流过程是由气温起主导作用，径流对气温变化较降水变化更为敏感。本研究将为三江源区水资源开发利用及优化配置提供科学借鉴，同时为三江源区的生态建设和保护提供参考依据

利用长江上游流域51个气象观测站1961～2009年降水资料，计算了各站逐年、四季〖WTBX〗Z〖WTBZ〗指数及区域旱涝指数，在此基础上分析了单站〖WTBX〗Z〖WTBZ〗指数旱涝等级划分的合理性，区域旱涝指数的年代际变化趋势，并对区域典型旱涝年的确定及旱涝成因进行了探讨。结果表明：（1）〖WTBX〗Z〖WTBZ〗指数及以此为基础构建的区域旱涝指数能较好地反映长江上游流域年及四季旱涝变化，作为长江上游流域旱涝指标比较合理；（2）长江上游流域年及四季旱涝有明显的年代际变化特征，年及四季的干旱指数与雨涝指数基本呈反位相特征；（3）长江上游流域四季旱涝与500 hPa高度场分布形势有密切关系，除冬季旱涝与海温场关系较弱外，春、夏、秋季旱涝均与海温场关系密切。研究结论对长江上游流域可持续发展及三峡水库科学运营有一定参考意义

选用1958~2007年淮河流域16个地面测站50 a逐日降水观测资料，利用降水距平百分率和线性趋势法以及Morlet小波分析法，对淮河流域暴雨分布的时空规律和波动演化规律进行了研究。结果显示：（1）淮河流域暴雨日数呈现3个阶段，1958~1964年和1994~2007年为暴雨日数增长期，1965~1993年为暴雨日数减少期，且大多数年份正负距平约1~2 a交替出现，淮河流域暴雨日数在进入21世纪以来明显增加；（2）淮河流域6~8月份暴雨量偏多的年份有13次，从20世纪80年代开始洪涝也较为频繁，尤其2000年以后雨量明显增加；（3）Morlet小波的时频变化规律研究显示，淮河流域显示出一定的周期性时间序列，2、5、15、27 a是重要的周期性时序，淮河南北两部分表现出不同的暴雨发展趋势，淮河南部地区是暴雨中心地带，南强北弱的趋势日趋明显

气候变化加剧了极端天气和水文事件的发生，降水是区域干旱与洪水事件最直接驱动因素。以TRMM/PR月累积降水反演遥感数据为基础，利用经验正交函数EOF（Empirical Orthogonal Function）方法对长江流域降水时空变化模式进行提取，并对比分析了主要模式振幅强弱与极端水文事件的对应关系。结果表明在流域尺度上EOF方法及TRMM/PR数据可以较好地识别降水主要模式，通过时空尺度变换成功揭示主要降水模式强弱与流域极端水文事件的对应关系。鉴于日益丰富的巨量水文气象时空数据，EOF方法在模式提取、水文模拟、极端事件预估及灾害适应性研究等方面具有应用潜力

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

污染控制单元是流域水质目标管理实施的基本单元。为实现流域水生态健康，针对太湖流域特征和太湖湖泊保护的要求，提出以流域水生态功能区为基础、水系完整性原则、管理可行性和可操作性原则、囊括影响受损水体的主要污染源原则、充分考虑现有控制断面原则等5项原则为太湖流域污染控制单元划分的基本原则，综合考虑汇水区、水生态功能区边界、水系分布及其流向、污染源、控制断面、县级与乡镇级行政边界等多个指标，在GIS空间分析的支持下进行太湖流域污染控制单元划分的总体技术思路；在划分技术体系的指导下，以兼具丘陵山区和平原地貌的湖州市及其上游的安徽省部分地区为案例研究区，在相关基础数据和空间方法的支持下，将其划分为12个污染控制单元，经过专家咨询、地方验证等多轮咨询反馈和实地察看以及管理试运行，表明污染控制单元划分结果具有较好的科学性和可操作性；进而评估了各污染控制单元COD、NH4N、TN和TP污染物的水环境载荷特征，结果表明各单元污染超载严重

为把握太湖流域上游西北部河网区域水体的N、P污染特征及其空间分布，2010年8月在该区域内的武进港直湖港水系、洮滆水系、丹扁孟河（丹金溧漕运河、扁担河及孟津河）以及宜溧河水系的河网，监测了39个河流断面的水质。研究表明，4水系TN平均浓度分别为388、283、291及193 mg/L，DTN占TN比重分别为9180%、7843%、7001%及8444%，河网氮输出均以DTN为主。在DTN中NO-3N浓度所占比重分别为6747%、5275%、7748%及4281%，NH+4N浓度所占比重分别为1633%、3316%、1127%及4351%。TP平均浓度分别为059、030、026及015 mg/L，DTP所占比重分别为6213%、4019%、4673%及3197%，而PO3-4P浓度占DTP比重分别为2073%、5461%、4327%及7772%。武进港直湖港水系N平均浓度显著（〖WTBX〗p〖WTBZ〗<001）高于宜溧河水系，与其它两水系无显著差异，P平均浓度显著（〖WTBX〗p〖WTBZ〗<005）高于宜溧河水系和丹扁孟河，与洮滆水系无显著差异。影响太湖流域上游西北部区域河流水网水质的主导因素为氮污染，而其中以DTN污染最为严重。太湖西北部是蓝藻水华暴发的重灾区，上游区域DTN的大量输入，将成为引发太湖水体生态系统灾变的潜在风险

为揭示红枫湖汇水区农业面源污染物氮、磷、有机物输出的一般规律，以典型农业小流域为研究对象，自2010年1~12月，对流域降雨、流域出口的径流、TN、TP、CODcr浓度进行同步监测，并对流域内各个不同土地利用类型的产污负荷进行监测分析。结果表明，流域除TP外，其他指标严重超标；监测期间小流域径流量为414×105 m3，TN、TP、CODcr入湖总量分别为2 5467、856、10 8832 kg，其日均单位排放负荷分别为577、019 、1451 kg/(km2·d)；在降雨丰富、农业生产活动频繁的6~10月，TN、TP、CODcr的含量都明显高于其他月份，分别占各自总量的94.8%、73.3%、94.3%；坡耕地、天然林、疏林地产生的TN、TP、CODcr污染负荷量分别为流域入湖污染总负荷的13.38%、13.29%、13.54%，稻田、蔬菜地径流中TN、TP、CODcr含量分别为0.84~10.32、0.07~0.18、20.50~68.00；2.16~7.54、0.01~0.04、4.50~22.40 mg/L。居民生活污水中TN、TP、CODcr含量分别为13.84~50.11、3.20~5.10、35.7~207.0 mg/L，蔬菜、水稻种植、居民生活污水及禽畜养殖对流域面源污染贡献大；大冲小流域面源污染负荷与径流间存在极强的相关性

基于长江中下游流域6省17县市467家农户在2005~2010年期间关于农村环境对比变化的调查数据，构建了现代化进程中农村环境质量变化及影响因素的差分方程模型，并对近5年长江流域农村环境变化现状及其影响因素进行深入分析。结果表明，（1）我国长江中下游流域的农村环境质量下降变化出现了明显加快总趋势。其中长江中游流域地区农村环境质量下降变化明显比长江下游流域地区下降的变化幅度大,但长江中下游地区农业生产环境有显著好转。（2）长江中游和下游流域农村环境质量变化影响因素既有同质性也有差异性。其中同质性表现都对自然资源过度开发和人们环保意识弱。差异性体现长江中游地区影响环境变化的主要因素是城市化和农业现代化进程加快造成环境质量快速下降，而长江下游农村地区主要是人口压力大，工业化程度和城乡一体化程度高，农村地区面对生活排放和工业排放的叠加影响，从而造成环境质量的下降。研究结论对实现我国工业化、城市化和农业现代化同步发展的“十二·五”规划目标具有实际意义

利用多时相的TERRA/MODIS影像资料比较了皖江流域NDVI和EVI的时空分布特征，并分析了空间分辨率和大气校正对NDVI和EVI的影响。结果表明：MODIS/NDVI与MODIS/EVI所反映的植被覆盖状况基本一致，但5月份较8月份NDVI和EVI的空间分布差异明显，且在植被生长旺盛时期，EVI比NDVI更能反映植被覆盖状况。在相同的空间分辨率下（250 m、500 m、1 000 m），EVI比NDVI能更好的反映植被覆盖的空间差异性，随着空间分辨率的降低，这两种指数反映植被覆盖的差异性在减小。大气校正对NDVI和EVI的影响不同，大气校正前NDVI值小于EVI值，大气校正后NDVI值普遍大于EVI值，但大气校正对NDVI的影响不大，对EVI的影响明显

本研究于2009年8月和2010年7月对黄河源和长江源的大型底栖动物开展了系统调查。调查期间两区域共鉴定底栖动物66种，隶属于28科57属。其中，环节动物2科5属8种，软体动物2科2属5种，节肢动物23科49属52种，其它动物1科1属1种。长江源大型底栖动物种数、密度、生物量分别为29种、59 ind./m2、00 307 g dry mass/m2；黄河源大型底栖动物种数、密度、生物量分别为48种、369 ind./m2、04 520 g dry mass/m2。长江源动物资源量较低归因于泥沙含量较高和湿地退化。从生态环境的可持续发展角度出发，建设河源区生态屏障尤为重要，这需要实施天然林保护工程，因地制宜开展乔灌草植被建设，防止草地退化和沙化，减缓土壤侵蚀速率，减少河流输沙量，维系河流生态健康。

2009~2010年3次对赣江流域浮游植物群落特征进行淡水生态学调查，鉴定出包括绿藻门、硅藻门、蓝藻门、裸藻门、甲藻门、隐藻门、黄藻门及金藻门在内的浮游植物共8门109属312种(包括变种、变型)。硅藻门和绿藻门无论是在物种数还是在种群密度上均为赣江流域的优势类群。对所鉴定出的种类按功能类群划分，共划分出功能类群32个，以此建立赣江流域浮游植物功能类群特征表(基于生境、耐受性和敏感性)。本研究首次在国内大型河流中开展浮游植物功能类群的划分，划分结果显示赣江流域浮游植物种数和密度占优势的功能类群，多适宜生活在中营养-富营养化水体，这反映出赣江水体环境已经受到了一定程度的人为干扰，水体呈现富营养化趋势。功能类群划分是理解浮游植物群落的重要工具，但是使用该方法必须检查物种的分类是否符合该生物体的个体生态特征

泥石流对不同岩性的敏感程度存在很大的差异，而岩性在泥石流相关的科学研究中也难以量化使用。本研究选择三江并流区为研究区，采用工程地质岩组划分方法，将研究区的地质岩性分为14个工程地质岩组；进而引入岩性敏感度计算公式Fn = Nn / Sn，分析研究区泥石流灾害点分布与地质岩组的相关性，计算出泥石流对各地质岩组的敏感值。在ArcGIS 90平台的支持下，根据泥石流对岩性的敏感值，将研究区的地质岩性进行量化分级，划分为4个敏感性等级，并将本研究成果应用到三江并流区泥石流危险性评价的应用中。本文选择坡度、岩性、断裂、植被和人类工程活动等5个影响因子为泥石流危险性的评价指标，建立泥石流危险性评价模型，在GIS技术支持下，绘制研究区的泥石流危险性区划图。本研究结果与研究区已有的地质灾害点分布情况基本吻合，充分证明本研究方法是切实可行的，进而可为我国西南地区的地质灾害评价以及防灾减灾工作提供方法指导与参考