基于全球气候变化背景下水环境和水资源响应的不确定性，针对我国西南边境地区复杂自然环境和国际关系对我国水资源安全和国际河流水资源开发利用的影响和潜在风险，探索了西南边境接壤4国与我国发生水资源争端的潜在风险，并引入“云模型”研究思想对其中定性的人文环境风险因素予以了量化表达和客观评估，旨在为我国西南边境水资源开发利用规划和边境冲突危机处置提供决策咨询

分析资水流域汛期径流量变化规律能够为流域水资源开发利用和水旱灾害的防治提供重要的理论依据。根据资水干流主要代表水文站1990～2013年汛期月径流量实测数据，应用分配不均匀系数和变化幅度等方法指标、滑动平均法和MannKendall非参数趋势检验法分析了资水流域汛期径流量的年内和年际变化规律，并应用汛期内分配指标与湖南省水旱灾害状况进行了灰色关联度分析。结果表明：(1)资水流域径流量在汛期内各月之间分配极不均匀，但随时间的推移，逐渐趋向均匀；汛期内各月径流量呈现在波动中递减的趋势；罗家庙站、冷水江站和桃江站各项分配指标值总体呈现下降的趋势。(2) 资水径流量汛期内分配特征指标与流域水旱灾害的灰色关联度极高，并能较好的反映当年流域汛期水旱灾害情况。（3）资水流域汛期径流量呈现先上升，再下降，再上升的变化趋势，但总体呈现下降的趋势。（4）罗家庙站和冷水江站分别于2009年和2010年发生了突变，桃江站未发生过突变

以洞庭盆地东部地区的南大膳、新河口、郭镇市、新墙、桃林寺5幅1955年和1983年1〖DK〗∶50 000地形图为数据源，运用地理信息系统（GIS）技术对数据进行矢量化、数字高程模型和形变模型构建，得到研究区地表垂直形变空间分布图，并结合研究区地表垂直形变分布图、洞庭盆地地质资料以及泥沙淤积资料，对研究区地表垂直形变的原因进行了分析。结果表明：(1)1955~1983年期间，南大膳新河口地区沉降区面积大于抬升区，在其沉降区，构造沉降起主导作用，促使地表沉降，而在其抬升区，泥沙淤积和人类活动起主导作用，促使地表抬升；(2)郭镇市新墙桃林寺地区抬升区面积远远大于沉降区，其沉降区基本沿水域分布，流水冲刷与人类活动起主导作用，促使地表沉降，而抬升区主要表现为一般抬升，主要受幕阜山隆起影响；(3)盆地中心中部地区（南大膳新河口）受构造沉降影响，以沉降为主，但局部地区在流水冲刷、泥沙淤积和人类活动影响下，或沉降加深，或地表抬升；盆地边缘地区（郭镇市新墙桃林寺）受到构造抬升影响，以抬升为主，但局部受流水冲刷、泥沙淤积和人类活动影响，或沉降，或抬升加强。因此，研究洞庭盆地地表垂直形变分布状况及原因，对掌握洞庭盆地演变趋势和洞庭盆地的工农业规划建设具有重要的理论意义

利用NCEP/NCAR逐日及月平均再分析资料，采用高斯滤波、EOF分析、合成分析、相关分析等方法对50年来青藏高原夏季水汽输送的特征进行了分析。结果表明:青藏高原夏季各层的水汽输送具有其独特性。高原中东部是华北及我国中东部地区高空水汽的重要来源，华南及长江中下游地区高空的水汽主要来源于南海地区。高原的平均流输送与总水汽输送具有基本相同的分布特征,瞬变波输送的经向性非常强,平均流输送比瞬变波输送大一个量级。平均流输送对我国西南和中东部地区高空的水汽含量起重要作用，瞬变波输送主要影响高原北部及我国华北地区高空的水汽含量。EOF分析反映了高原水汽输送的不同方式，EOF1反映了夏季高原地区的西北风水汽输送距平。大约在1976年以前,西北风输送正异常，1976年以后，西北风输送负异常，即西北风输送显著减弱。EOF2主要表现为夏季高原地区西南风的水汽输送距平。大约在1980年以后,西南风的水汽输送正异常。1980年以前，西南风的水汽输送负异常，即西南风输送减弱

基于美国陆地卫星ETM遥感数据等，构建了基于Skyline数字地球模型的长江流域三维场景可视化遥感演示系统，以ERDAS、ARCGIS、MAPGIS等软件为平台，全面完成长江流域地貌遥感解译，系统提取了多时相城市扩展遥感信息，以环境科学与可持续发展理论为指导，结合流域内水患灾害问题及社会经济可持续发展的长远目标，提出长江流域地貌约束条件下的国土开发与水患治理新理念与对策。结果表明：采用成因-成因形态-物质形态相结合的地貌遥感三级综合分类法，宏观掌握了长江流域地貌物质成因类型、结构及展布特征等，共计圈定长江流域基本地貌单元16 770个，地貌以山地、丘陵、高原类型占主导，平原面积总计36万km2，占比较小，地貌单元分块、成带、定向排列特征突出，物质构成复杂多变，是国土开发与保护的基础条件与重要约束因子；通过遥感立体演示系统新发现了相隔湖北嘉鱼市斧头湖与阳新县网湖的山丘地存在一条东西向展布的长36 km的槽谷地貌，分析认为可顺应此谷，构建联通斧头湖与网湖亦即贯通长江的大分洪道，全长仅139 km，现绕行武汉的291 km长江弯道能因之缩短152 km，并提出“依丘穿岗、多刻槽、慎筑墙，避让不移民、土地占补就近平衡，国土整治、生态农业相依托，灌溉、航运、旅游综合考量”的长江大分洪道构建思想，认为通过构建长江大分洪道与实施小微型蓄水工程，可实现长江流域水患根治的终极目标；长江流域适宜水、旱农业耕作的红层与岩溶盆地及花岗岩丘岗地貌区风化残积层分布空间广阔，农耕地开发潜力极大，未来长江经济带城市建设不存在土地瓶颈制约问题

城市化进程中景观组成的变化表现出明显的空间分异特征，其变化速率相对较快的区位形成热点。为探索形成景观动态热点的影响因素，以江苏省南京市为研究区，采用2003、2006和2011年3期Landsat TM遥感影像，应用ArcGIS软件的空间数据叠加分析和邻域分析功能在1~3 km 3个观测尺度上提取了聚落增长热点，并利用Logistic模型分析了影响热点形成的景观因子。结果表明，不同城市化时期内聚落增长热点的格局特征具有明显差异，空间分布由较为分散趋于相对集中。热点发生概率受到土地利用状况、景观区位和社会经济条件共同作用，且依赖于观测尺度。内部耕地占地率高、聚落占地率低，外围耕地占地率低、聚落占地率高的区域易成为聚落增长的热点区。聚落增长热点多形成于接近建成区和主要道路、耕地和聚落占地率较高、人均GDP较高、人口密度相对较低的区域。对于深入理解城市化进程，制定土地管理政策具有参考价值

以南京市所辖区城市土地利用为研究对象，采用2012年土地、资金、劳动力投入及GDP产出的截面数据，运用数据包络分析方法的C2R模型，对研究对象2012年城市土地集约利用效率进行了定量分析和评价。结果表明：南京市城市土地集约利用效率尚未达到最优，土地投入量仍有冗余；主城区规模收益达到最优，郊区及郊县的土地规模可适当扩大；大部分区县用地结构效益未达到最优，集约用地应以用地结构优化为主；土地的资本投入效率高，而建设用地使用的集约程度尚有提高潜力

自然保护区的功能区划基本上确定了保护区的发展方向和管理构架，对保护区的有效管理起着至关重要的作用。现阶段功能分区不合理是我国自然保护区发展面临的一个重要问题，由此导致保护区生物多样性降低，社区矛盾激化。因此，运用科学的方法对自然保护区进行正确合理地功能分区显得尤为必要。通过资料收集、实地调查、专家咨询、文献研究等方式，同时借助遥感和地理信息系统技术，运用景观生态学源—汇系统理论对安徽鹞落坪国家级自然保护区进行了功能分区。新的功能分区方案与原有功能区划相比，核心区与缓冲区面积扩大，所占比例分别由172%和239%上升到3846%和29%；实验区面积比例由589%下降为3254%，人类活动密集区域划入实验区，有利于保护区实行严格的分区管理

基于70个表层土壤样品重金属实测含量，运用多元统计和地统计相结合的方法，对淮南矿区土壤重金属含量的分布特征和来源进行分析。分析结果表明，研究区土壤重金属Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Hg的平均含量分别为0114、72406、26563、2988、25633、0039 mg/kg，均没有超过国家土壤环境质量一级标准，其中Cd和Pb的平均含量超过了淮南市土壤背景值。各元素均有部分样品含量超过国家土壤环境质量一级标准和淮南市土壤背景值，以Cd、Hg和Pb相对较为显著，最大超标倍数分别为43、241和0565。相关分析和因子分析结果显示，各元素超标部分的来源可分为两类，Cr、Cu和Ni为一类；Pb、Cb和Hg为一类，分析各重金属空间分布图发现，第一类元素的超标部分主要位于潘三矿和新庄孜矿区，主要原因是煤矸石山在降水作用下发生风化和淋溶，矸石内部的重金属元素淋出而进入周边土壤和水体，并发生迁移和富集，造成了严重的重金属污染；第二类元素超标部分位于新庄孜矿所在老城区，主要是由城镇内的工业生产、交通运输、农药使用和城市垃圾所导致

生态补偿是确保南水北调中线工程水源地生态环境安全的重要举措。分析了南水北调中线工程水源地现有的政府主导型生态补偿机制，为了探索在南水北调中线工程水源地生态补偿中引入市场化机制的实现方式，基于对理论与现实依据的分析，提出了四种水源地市场化生态补偿模式：（1）水权交易模式：提出水权的市场交易机制与拍卖机制构想；（2）发展权流转模式：受水区对水源区进行产业补偿，帮助水源区建立“飞地”；（3）生态经济模式：依托水源地生态环境，实现生态产品市场效益；（4）公共物品市场购买模式：政府利用补偿资金购买私人部门提供的水源地生态建设服务或项目。最后就如何以政府为主导，在南水北调中线工程水源地引入市场化生态补偿机制提出了相关对策建议

水环境质量评价是了解水质现状的基础，对区域水环境的管理起到重要的指导作用。以太湖及其主要入湖河流为研究对象，于平水期采集代表性断面水样，以营养盐（总磷、总氮、氨氮）、叶绿素a和高锰酸盐指数等指标为基础，采用灰色聚类法对区域内水环境质量进行评价，并借助多元统计分析对研究区域内主要污染因子进行解析和识别。灰色聚类分析表明，秋季采样断面（2012年10月）中63%的河道断面和36%的湖泊样点超过我国地表水3级标准，而在春季（2013年4月）采样断面中，100%的河道断面和64%的湖泊样点超过地表水3级标准。该结果同时也表明春季河道污染物质的输入是导致太湖水质恶化的主要原因，并可能对太湖蓝藻暴发起到推动作用，因此需加强对蓝藻暴发前期太湖入湖河道水环境的管理。为便于水环境管理将河道和湖泊采样断面依据聚类分析法划归为高、中、低三类；同时主成分分析表明，氮、磷依旧是影响太湖流域水质空间变异的主要污染因子

为了探明太湖梅梁湾和贡湖湾水体中浮游甲壳动物群落结构的时空变化特征及其与水环境因子的相互关系，运用冗余分析（Redundancy analysis，RDA）对2004年11月至2005年10月期间测定的太湖的两个典型湖湾的浮游甲壳动物的密度、生物量数据与水环境因子进行多元统计分析。结果表明：梅梁湾和贡湖湾水体中营养盐含量存在时空差异。在季节变化上，冬春季节氮含量较高，夏秋季节磷含量较高；在空间变化上，由于受到周边污染物质输入的影响，梅梁湾各种形态氮磷营养盐含量显著高于贡湖湾。两个湖湾共鉴定出浮游甲壳动物19种，枝角类12种，桡足类7种，种属组成基本相同，其中，象鼻溞（Bosmina）是第一优势种。梅梁湾和贡湖湾的浮游动物也存在时空差异性，春季以大型的溞属（Daphnia）为主，夏秋季以小型的浮游甲壳动物如象鼻溞（Bosmina）为主。浮游甲壳动物总的密度和生物量会随营养盐水平的升高而增加，但对各水环境因子的响应会随种属不同而存在差异。温度、叶绿素a和营养盐水平是影响浮游甲壳动物群落结构和时空变化特征的主要因子。浮游甲壳动物生物量会随温度升高而增加，叶绿素a也与其生物量呈正相关，并且在藻类快速生长季节，更有利于小型浮游甲壳动物的生长

表征藻类生物总量的藻密度与水质理化指标的相关性的研究报道较少。2012年夏季对滇池网格布点40个，按照《水和废水监测分析方法（第四版）》对浮游藻类的密度和水质理化指标进行了监测。结果表明：共发现滇池游藻浮游藻类9个门66属157种。对6项理化指标和5项生物指标构成的30对关系进行了一元线性回归，相关性最好的7对关系依次为：TN-藻密度（r=0.779 4）>TN-蓝藻密度（r=0.752 5）>TP-藻密度（r=0.701 8）>TP-蓝藻密度（r=0.660 9）>可溶性TN-蓝藻密度（r=0.567 2）>可溶性TN-藻密度（r=0.546 1）>可溶性TN-蓝藻比例（r=0.535 1）；与藻类生物总量最相关的理化指标是TN，其次是TP，再次是可溶性TN

红枫湖是贵阳市重要的饮用水源地，自2007年集中治理以来，水质不断好转，基本达到预期目标。对红枫湖流域7个断面及4条入湖支流水质进行监测，研究2003～2012年10年的水质变化趋势和2013年年内变化趋势，并对引发水质变化的原因进行分析。结果表明，从2003年到2007年红枫湖水质急剧恶化，从Ⅲ类降到劣Ⅴ类；经过6年的集中治理，水质提升至目前的Ⅲ类、局部Ⅱ类，整体处于中营养状态，但受内源污染和外源生活污染等影响，部分断面仍存在TP、NH3N、COD等超标现象。湖库水质季节性变化明显，受降雨及气温影响，在6月和7月出现轻度富营养化，其余月份均处于中营养状态。红枫湖4条入湖支流水质受到不同程度的污染，2011年后水质状况好转，但支流水体呈现受生活污染源污染的显著特征，主要表现为BOD5、粪大肠菌群超标。因此，对影响水质的污染源还需要增加处理设施，加强管理，以达到水源地水质的要求

支库水体由于流速缓慢、水温高且营养物质易于富集，较主库更易发生富营养化。通过立面二维水动力学和水质模型（CEQUALW2）对金沙江乌东德水库蓄水(2020年)后龙川江支库的富营养状况进行了预测。结果表明：在水位较高的春季4月和汛末蓄水期8~9月，大于60%河段的表层水体中Chla浓度均超过64 mg/m3，该时期富营养化风险较大；而在水位快速下降的泄水期5~7月及水温较低的冬季12~2月库区Chla值均未达到26 mg/m3，富营养化风险相对较小。在此基础上，对影响支库藻类生长的主要因素进行了分析，在库区营养盐浓度均较充足的4月和8月，由于靠近河口段表层水域存在较为明显的水温分层及缓慢的流速，藻类在此区域大量聚集，且汇口处Chla浓度较上游库尾处来流分别提高了近70倍和100倍；干流对支流的倒灌影响有时会为支库提供有利于藻类生长的水动力和水温条件，并其也是龙川江支库营养盐的一个主要来源。通过对乌东德单独运行时的调度情景和削减入流营养盐的数值模拟表明，采用降低水库运行水位或“双重营养盐削减”的措施，均能够有效的达到制约支库库区富营养化的目的 

将驯化后的鲻鱼（Mugil cephalus）幼鱼分别放在盐度为20、15、10、5、0的条件下饲养20 d，测定鲻鱼幼鱼在不同盐度下，不同时间段(0 d、5 d、10 d、15 d、20 d)其摄食率、体质量(体长)特定生长率及肌肉RNA/DNA和生化成分的变化情况。结果表明：实验初期低盐度胁迫对鲻鱼幼鱼摄食、生长产生了一定抑制作用，与对照组相比，鲻鱼幼鱼的生长具有明显的滞后性(P<0.05)；实验后期，各实验组摄食率、体质量(体长)特定生长率及肌肉RNA/DNA较第0 d有明显的提升(P<0.05)。低盐度胁迫对鲻鱼幼鱼肌肉中水分、粗蛋白、粗脂肪及灰分含量影响显著(P<0.05)。在鲻鱼幼鱼肌肉水分随盐度的降低而升高，而粗蛋白、粗脂肪及灰分则随盐度的降低而降低

利用1960~2012年降水气象资料，计算了武陵山区各个季节的降水距平指数，在此基础上，分季节分析了该区域干旱发生时空分布特点，其中，在春季和夏季，轻旱和中旱发生频率略高，中北部地区较重；在秋季和冬季，各个等级干旱均有较高频率分布，且不同等级分布格局有所不同。通过构建旱灾危害度指数，分析了各个季节及年度旱灾危险性空间分布特点，认为春旱和夏旱北部风险度较高，秋旱中东部风险度较高，冬旱在东北部及中部局部风险较高，年尺度旱灾风险区域整体较低。在此基础上，通过将各季节旱灾危害度与地形要素进行关系分析，认为春旱和夏旱与海拔相关度较高，各季节干旱与坡度及地形起伏度相关性不显著。本研究结论对武陵山区合理规划建设，发展农业生产具有一定参考意义

应用1980~2012年逐日气象观测资料，分析了铜陵市与城市生态环境密切相关的主要气候指数的变化特征及其对区域气候变暖的响应。结果表明：铜陵市近33 a来生物生长季指数、人体舒适日数呈上升趋势。HDD（热度日）指数呈现下降趋势，CDD（冷度日）指数呈现上升趋势，HDD的下降速率明显高于CDD的上升速率。铜陵市霾日数的年际差异明显，近33 a来霾日数呈下降趋势，平均每10 a减少107 d。年平均气温与生长季指数、CDD及热不舒适日数之间存在显著的正相关，而与HDD、冷不舒适日数及霾日数之间为显著的负相关。从总体上看，区域气候变暖有利于铜陵市生态环境的改善，但其负面影响仍然值得关注

近20 a来，无锡城市化和工业化发展较快，建成区面积显著增加，耕地面积锐减；能源消耗量、汽车拥有量以及工业废气排放量逐年增加。利用1955～2012年无锡市气象资料,对无锡市近60 a来的气候变化特征进行分析,并讨论了气候变化特征对城市化的响应。结果表明：(1)近60 a来无锡市平均气温、最高和最低气温、极端最高和最低气温都呈上升趋势，高温日数逐年增加，且1980年后尤为明显，低温日数减少，气温日较差减小。(2)年平均相对湿度呈下降趋势，2000年以后下降明显，年平均相对湿度≤75%的年份有10 a，全部都出现在2002年后。年平均降水量变化不大，小雨频次减少，雨量区域性分布不均匀；极端降水年增加，且雨量较为集中。低云量和日照时数减少，2002年以后低云量基本在25%以下，90年代日照时数降幅最明显，平均日照时数减少了1291 h。(3)城市热岛效应全年都较显著，冬季更为显著,城市气温高于区域均值03℃～08℃，沿湖地区和乡村则基本低于区域均值0℃～08℃。(4)霾日数明显增多雾日数显著减少，2003年后霾日数大都在30 d以上，雾日数在10 d左右。(5)城市化和工业化发展引起了城市热岛效应和城市浊岛效应，改变了下垫面条件，影响了气温、相对湿度和降雨的时空分布，也导致了霾日的增加和雾日的减少

山地垂直带谱研究是当前全球变化的前沿课题。利用浙西南山地自动气象站和全国基本气象站资料，综合运用因子分析法和曼惠特尼U检验方法，提取影响浙西南山地森林植被垂直带谱的主要气候因子，并选取具有相似气候特征的亚热带东部39个山地探讨带谱的气候界限问题。结果表明：气温、季节强度和风是形成浙西南山地垂直带谱的主要气候因子；最冷月均温与落叶阔叶林带、常绿落叶阔叶林带低海拔分界线最为相关，最优区间分别为-08℃～-12℃和21℃～29℃，在浙西南山地高程1 600～1 700 m和1 200～1 300 m附近；年均温与暖性、温性针叶林带的分界最相关，分界区间为133℃～136℃，在浙西南山地高程800 m附近；风对森林上界有影响，但程度尚不能定量

上海地处长三角地区，地势低平，潮滩与湿地广布，未来海平面上升加剧的风暴潮灾害、咸水入侵等灾害，将给该地区的社会经济发展带来巨大损失。应用情景模拟法和脆弱性评估法来评估上海市河口海岸地区的脆弱性，定量化研究了2030年和2050年海平面上升、地面沉降和风暴潮灾害的情景下的威胁区域。到2030年和2050年海平面将分别上升866 mm和1856 mm，中心城区的地面沉降将达087~6029 cm和156~10852 cm，上海市将面临类似9711号台风的威胁。在此情景以及现有的防灾基础之上，对上海市河口海岸地区进行脆弱性评估。结果表明应对风暴潮最脆弱的地区是黄浦江两岸的低洼地区。在类似9711台风的影响下，2030年上海的脆弱性指数相对较低，主要脆弱区域集中在奉贤和南汇的交界处、崇明县的横沙岛和长兴岛以及黄浦江两岸的低洼地区，此时，暴露于05 m以上的人口为62万人，占总人口的186%，经济损失为1 152、1 372、1 632亿元（分别在经济增速为8%、9%、10%的情景下），占全市国内生产总值的15%；2050年，上海市脆弱性急剧升高，脆弱性区域扩大3546%，分布面积十分广泛，在类似9711号台风的影响下，暴露于05 m以上的人口达到748万人，占总人口的2166%，经济损失将高达105 581、151 248、215 959亿元（分别在经济增速为8%、9%、10%的情景下），占全市国内生产总值的296%。这些结果应当引起有关部门对于未来海平面上升潜在影响的警惕

以嘉陵江流域为研究区，利用流域1961～2010年实测逐日降水数据和北碚水文站逐日流量数据，对流域典型极端降水指标和水文指标进行了时空演变分析，并探讨了流域不同空间区域的降水与水文过程的相关关系。研究表明，嘉陵江流域北碚水文站流量与流域不同区域降水具有良好的相关性，典型极端水文指标与极端降水指标的变化趋势基本一致。1961～2010年，在嘉陵江流域年降水量和北碚水文站年平均流量均呈现减少的背景下，流域内表征暴雨事件的极端降水指标和表征洪水过程的极端水文指标以减少趋势为主，而表征干旱事件及低水过程的极端降水与水文指标则呈一定的增加趋势，特别是年内无雨日数显著增加

从陇南市1971～2010年连阴雨资料入手，分析得出：陇南市连阴雨主要集中出现在5～10月，其中，5～7月夏收夏种期和9～10月秋收秋播期连阴雨危害最大，出现频率最高，造成的灾损最为严重。结合人口、GDP、耕地比等资料，利用ArcGIS软件，得到连阴雨灾害危险性图层，再与承灾体易损性评价、灾害的孕灾背景进行叠加、合并以及等级划分操作，最后得到连阴雨灾害的风险评估及其区划。结果表明：康县、两当南部与武都、文县高寒阴湿区连阴雨危险性等级最高，为连阴雨高风险区，礼县、宕昌及白龙江、白水江、西汉水流域低海拔区连阴雨危险性等级最低，为连阴雨低风险区。研究结果对指导长江上游科学规划抗洪防涝工作，预防地质灾害和水土流失发生，保护生态环境，特别是合理作物布局，巧用天时，周密安排3夏和3秋农业生产工作，预防和减轻连阴雨灾害损失提供了科学依据