工业用水效率是影响工业用水的直接因素，剖析其影响因素并找出空间分布规律是提高中国工业用水效率的关键。通过选取Super-SBM模型，引入非期望产出指标来测算中国31省2007～2016年的工业用水效率，并从多方面综合分析工业用水效率影响因素的空间动态演变状况，以求研究结果为制定有差异的区域集约型水资源管理政策提供依据。结果发现：（1）我国多数省份的工业用水处于无效率状态，同时高效率中心由东向西转移；（2）不同影响因素对工业用水效率的影响关系不同。水资源总量、地区生产总值、工业用水占比、R&D投入占比的增多对工业用水效率有负向影响，工业用水效率会降低；而地区常住人口、城镇化率和人均教育支出的增多对工业用水效率有正向影响，促进工业用水效率提升。（3）不同影响因素对中国工业用水效率的影响程度存在空间差异。城镇化率、R&D投入占比和人均教育支出对工业用水效率带来的影响作用在空间上相对集中，影响高值区主要落在中部和西部地区，低值区主要在东部沿海；而水资源总量、地区生产总值、工业用水占比和地区常住人口的影响在空间上呈现一种演变的状态，随时间发展影响高值区和低值区都发生了中心转移。

建立基于水污染的水资源生态补偿标准模型是当前生态经济领域的研究热点之一。通过核算长江经济带11省市2006~2015年的灰水足迹，构建了长江经济带省际水资源生态补偿模型，对长江经济带省际水资源生态横向补偿问题进行了探讨。结果表明：（1）2007～2016年间，长江经济带在经济总量迅速增长的背景下，总灰水足迹基本维持不变，且农业灰水足迹始终占最大比重；（2）从灰水足迹负荷指数看，下游省份负荷较高，上中游负荷相对较低；（3）从生态补偿横向支付情况看，上海、江苏、安徽、湖北一直为水资源生态补偿支付地区，而云南、贵州、四川、湖南、江西一直为水资源生态受偿区域。

 区域创新能力差异与协调性的研究对推动长江经济带发展具有重要的现实意义。知识产权资源是创新发展的基础，知识产权区域布局更是与经济发展息息相关。该文构建知识产权发展水平评价指标体系，基于空间自相关、象限法以及耦合协调度等研究方法，研究长江经济带知识产权区域布局及空间演化，并与经济发展进行耦合关系的分析。研究发现：近年来长江经济带的知识产权资源快速发展，具有明显的空间集聚性，表现出东高西低的布局特征；东部的长三角地区是知识产权发展水平较好同时较为均衡的区域；整体上知识产权与经济发展具有较好的耦合关系，但经济发展水平较高的城市，多数城市的知识产权布局仍略为滞后于经济发展，因此创新驱动仍成为制约长江经济带经济发展的关键因素。

绿色发展是长江经济带战略的首要要求，而创新是驱动区域绿色发展的核心要素。通过构建科技创新与绿色发展综合评价指标体系，以长江经济带108个地级及以上城市为研究对象，采用熵权Topsis法，耦合协调度模型和空间马尔科夫链方法，分析2006～2016年长江经济带科技创新与绿色发展的耦合协调水平、时空分布格局以及空间关联性演变。研究结果表明研究期内：（1）长江经济带科技创新和绿色发展指数总体上虽然均有一定的上升，但整体水平较低，2013年开始呈现同步增长的趋势；（2）科技创新与绿色发展的耦合度及协调度指数整体上呈上升趋势，但带内空间分异明显，长三角地区协调度明显高于其他地区；（3）科技创新与绿色发展的协调性呈现集群化现象，且具有“下游＞中游＞上游”的梯度化空间分异特征，低水平协调的城市单元可以划分为科技创新领先区、绿色发展领先区和平衡区3种类型；（4）科技创新与绿色发展协调性具有明显的空间溢出效应，长江经济带内相邻城市协调度的变换具有趋同特征。最后，提供了相关政策建议。

以长江下游典型平原河网地区苏州市为例，基于1970s、1990s、2010s的遥感影像以及1960s、1980s、2010s水系数据，构建水系结构参数指标，重点探讨不同城市扩张方式对不同等级水系的干扰程度，以揭示城市空间扩展与水系结构演变的关系。结果表明：（1）城市扩展具有阶段性、趋向性，且受到自然环境和社会经济的影响与制约。（2）河网水系的改造和演化在不同城市化进程下表现出区域差异：近年来快速城市化区域的河网密度、水面率等水系结构指标变幅较大；80年代城市化区域变幅次之；进入高度城市化阶段的老城区，变化最小且稍有增加，其中近50年来河网密度在上述3个区域总体变幅为-21.06%、-16.23%以及1.88%。（3）河流结构发育受城市化进程显著影响，自然状态下河流长度与面积之比较大，河流结构更为稳定，而进入城市化阶段后，河流结构稳定性随之降低。该研究为城市化地区河流水系保护、城市规划及防洪减灾提供参考与理论支撑。

地处青藏高原腹地的长江源区是长江流域的水源涵养地和生态系统的天然屏障，同时也是自然生态系统最敏感、生态环境十分脆弱的地区，浮游植物作为水体生态系统中的初级生产者，其群落结构对反映水体质量具有重要的指示作用。为探究长江源区水环境特性和浮游植物群落特征，于2018年3月份与10月份对长江源区10个典型河段的水环境因子与浮游植物群落组成进行了系统调查。结果显示：10月份各调查河段流速、浊度、水温及电导率等水环境参数均比3月份高；同一月份中，楚玛尔河的浊度、盐度、电导率等水环境参数均显著高于其余河段；两个月份各调查河段的pH、溶解氧以及亚硝酸盐氮等指标差异不显著。采样调查共鉴定出浮游植物4门28属58种，其中以硅藻、绿藻和蓝藻物种数占优，分别占总数的79.3%、10.4%和8.6%。调查期间，长江源区浮游植物密度在6.06×104~39.90×104 cells·L-1之间，平均生物量为0.59 mg·L-1。浮游植物优势种有美丽颤藻 (Oscillatoria formosa)、普通等片藻 (Diatoma vulgare)、脆杆藻 (Fragilaria sp.)、针杆藻 (Synedra sp.)、舟形藻 (Navicula sp.)、桥弯藻 (Cymbella sp.)、小球藻 (Chlorella sp.)等。两个月份Shannon-Wiener多样性指数(H’)均值分别为3.06和3.12，Margalef丰富度指数(D)均值为1.17和1.52，Pielou均匀度指数(J)均值为0.90和0.82。结合水体营养盐指标、浮游植物密度及多样性指数等指标对水质评价，长江源区水质总体呈无污染或轻度污染状态。

为了研究不同农地整治措施对土壤细菌的影响，通过高通量测序技术，对不同农地整治措施下土壤细菌多样性与种群结构进行对比分析。结果表明：(1）从细菌多样性来看，实施农地整治的样点土壤细菌多样性显著提高;(2）从细菌种群结构来看，实施田块归并、平整土地、筑造沟渠以及土壤培肥等措施有效提高了甲基暖菌属（Methylocaldum）、亚硝化单胞菌（Nitrosomonas）、脱硫线菌属（Desulfonema）等有益菌属的丰度;（3）通过与土壤环境因子的相关性分析，酸碱度、铜和铅含量是影响农地整治区土壤细菌多样性与结构的重要因素。该研究证实了农地整治对提高土壤细菌多样性和改善土壤质量的重要作用，也为农地整治工作的开展提供了科学依据。

作为整个长江经济带生态环境的重要组成部分和核心环节，岸线资源发挥着无可替代的重要生产、生活和生态环境功能，长江岸线生态保护是长江大保护与长江生态修复的关键所在。基于对长江岸线资源的系统调查与评估，发现了长江岸线生态环境保护存在的问题，分析了生态变化与问题的主要原因，并借鉴莱茵河经验提出了对策建议，以期为长江绿色发展与生态修复提供参考借鉴。

自然岸线对维护长江水生动物生长、长江滨江湿地保护具有重要作用，对修复长江生态具有重大意义。通过识别自然岸线的类型，构建长江自然岸线的分类体系，基于遥感影像解译和实地调查，查明了长江自然岸线分布格局与保有现状，长江自然岸线长度4 996 km，自然岸线保有率63%，其中极具生态价值的洲滩湿地岸线保有率为19%，自然岸线主要分布在重庆、湖北、安徽等省(市)，整体上中上游地区自然岸线保有率较下游地区高；发现了自然岸线保护在洲滩人工侵占、岸坡水陆交互、保护区岸线利用等方面面临的现状和问题，并提出了自然岸线保护的对策建议，以期为长江大保护战略下的岸线管控与生态修复提供参考借鉴。

 岸线作为与人类密切相关的重要自然资源，在人口、资源、环境和经济发展互动关系中居于核心地位。长江岸线资源作为长江经济带发展的重要支撑资源与重点开发对象，发挥着无可替代的重要生产、生活和生态功能。在长江“共抓大保护，不搞大开发”的背景下，针对长江生态修复的重大科技需求，中国科学院于2017年启动了中国科学院科技服务网络计划（STS）重点项目“长江经济带岸线资源调查与评估”。项目实施以来，项目组通过高清遥感影像解译，结合野外考察和实地监测，获得了长江7条主要支流自然本底、资源条件、利用现状、生态环境的系统数据，以统筹岸线资源开发利用、强化岸线资源保护、维系近岸陆域和水域优良生态环境为目的，研判长江主要支流岸线资源条件及开发利用总体态势，结合岸线生态环境敏感性分析，识别岸线资源利用过程中存在的关键问题，评估岸线的开发利用活动对生态环境的累积性影响。在岸线资源综合评价的基础上，对岸线空间管控区进行划定，提出不同岸线类型管控要求。

港口岸线资源的科学有序利用是支撑长江经济带高质量发展的重要抓手。以长江干流港口岸线为对象，基于高分遥感影像数据和沿江化工企业数据，借助GIS空间分析等技术方法，探究长江港口岸线资源开发利用及其空间效应。研究发现，港口岸线是长江岸线开发利用的主要类型，上下游港口岸线的利用强度、利用效率存在较大差异。江苏港口岸线的利用强度最高，重庆、四川的利用强度相对较低；苏州港口岸线利用效率始终保持最高水平，荆州始终处于最低水平，个别港口岸线的利用效率波动下降。总体上，沿江5 km范围内的化工企业受到港口岸线开发空间效应的影响最为显著，但其影响范围和强度在上中下游不同地区存在明显分异。

长江岸线产业发展和生态环境的矛盾突出，划分长江岸线的生态红线对于长江生态保护以及岸线的有序开发具有重要的意义。通过梳理生态红线的概念和内涵，概述生态红线的研究现状和理论基础，从生态敏感性、生态功能重要性、禁止开发区3个方面，建立长江岸线生态红线评价指标体系，最终阐明长江岸线生态红线的划定技术方法和流程。研究结果表明：长江岸线生态红线一级保护区长度为597.11 km，占长江岸线长度的7.55%，包括荆州、咸宁、安庆等部分岸段。生态红线一级保护区实施最严格的管控措施，禁止任何开发建设的活动。长江岸线生态红线二级保护区长度为1 171.29 km，占长江岸线总长度的14.81%，包括岳阳、池州、苏州等部分岸段。生态红线二级保护区应严格空间开发活动的强度，确保生态红线功能不降低，红线面积不减小，且不超过资源利用上线。该研究对于岸线科学合理利用和长江生态环境保护具有重要的理论价值和实践意义。

中国科学院科技服务网络计划（STS计划）重点项目“长江经济带岸线资源调查与评估”自2017年启动实施以来，通过卫星遥感、地面调查、标准数字化、模型模拟、社会经济统计等方式，积累了丰富的岸线资源数据。平台以岸线资源开发利用与生态环境变化等观测要素的一体化、协同化管理为目标，对海量多源异构数据进行同化、清洗与标准化，制订数据加工和整编的标准规范，建立岸线资源综合利用时空数据库，并形成以数据标准化管理与成果可视化展示及查询为核心的岸线资源综合管理平台。

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。

 重金属污染是世界各国河流面临的重要问题。长江是中国第一大河流，其在提供水资源、调蓄洪水及维持生态平衡等方面发挥重要作用。因此，有必要对其重金属污染状况进行研究。As是重要的致癌重金属，也是长江水体重要污染物之一。沿长江从上游至下游取水样，对长江滨江水体As空间梯度变化进行研究，并评价其健康风险。结果显示:As浓度整体呈从上游至下游增加的趋势。与已有研究比较显示，长江As浓度呈减小趋势。但As在一些点位（如芜湖市、池州市、东至县、常州、无锡、崇明岛等地区点位）存在较大致癌风险，需要引起特别关注。水体温度、离子浓度可能是影响水体As毒性的重要因子。研究结果可为长江水环境污染治理与保护提供基本依据。

内陆河流生态系统作为大气中温室气体通量交换的热点区域，对全球的碳循环有重要影响。分别于平水期（2017年5月）和丰水期（2018年7月）对长江中下游滨岸带水体两种温室气体（CH4和CO2）释放通量进行了调查研究。结果表明：平水期时，CH4和CO2的释放通量分别为0.39~9 668.83 nmol·m-2·h-1和0.25~3 229.41 μmol·m-2·h-1，平均值为298.24±1 308.65 nmol·m-2·h-1和290.75±645.99 μmol·m-2·h-1；丰水期时，二者的释放通量为-22.80~329.76 nmol·m-2·h-1和-110.21~16.39 μmol·m-2·h-1，平均值为21.51±49.56 nmol·m-2·h-1和-3.63±13.25 μmol·m-2·h-1。水体温度、pH、溶解性总磷浓度、溶解性有机碳和溶解性有机氮比值是影响CH4和CO2通量的重要因素。CH4和CO2释放通量还受到通江湖泊的缓冲和入江河流输入的影响，表现为河口水系高，湖口水系低的特点。由于外源污染和滨岸带土地利用的差异，城市岸带的CH4和CO2排放量最高，其次为自然岸带，湿地岸带和河口较低，通量最低的为化工园岸带。估算表明，长江全年碳排放以CO2为主，年释放量约为1.93×107 t（C），CH4年释放量约为2.28×104 t（C），低于世界上一些其他大型河流。

 基于1987~2017年Landsat时序数据，提取汉江中下游河流消落区及水域面积和淹没频率逐年变化信息，分析消落区及水域时空变化过程及阶段性特征。结果表明：汉江消落区呈上游宽下游窄的特征分布，消落区面积最为集中的区域位于中游的宜城-钟山口段，相对较少的区域位于下游的仙桃-汉川段。在过去30年间，汉江中下游消落区平均面积在76到256 km2之间波动，水域面积在183~550 km2之间变化，水域及消落区面积均呈波动特征并存在较大时空差异。汉江中下游总体淹没频率在1987~2001年间呈减小特征，2002~2017年存在增加趋势。汉江中下游大型水利枢纽工程库区的水域面积、淹没频率在水库建成后大幅度增加，消落区面积波动幅度减小；而非水库地区的水域及消落区面积无明显增减趋势。

氨氮(NH4+)是大多数浮游生物优先利用的氮源，其在水体中的再生过程(REG)和潜在吸收过程(Upot)影响水体初级生产力和生物群落的生长。以长江为研究对象，采用同位素稀释法对长江中游滨岸带水体的NH4+循环速率进行研究。结果显示：长江中游滨岸带水体NH4+再生速率为0.12~1.62 μmol/(L·h)，潜在吸收速率为0.21~2.35 μmol/(L·h)，生物群落NH4+需求(CBAD)为0.08~0.75 μmol/(L·h)。NH4+再生速率、潜在吸收速率和生物群落NH4+需求均随水流方向自宜昌至鄱阳湖湖口呈现显著的下降趋势(p<0.05)。统计分析表明，化学需氧量(COD)(p<0.01)和悬浮物浓度(SS)(p<0.05)是影响长江中游水体NH4+循环速率的主要因素。长江中游水体NH4+再生速率占潜在吸收速率的43.1%~76.0%，均值为58.5±8.5%，表明NH4+再生是长江中游水体中生物群落NH4+吸收过程的主要NH4+来源。估算得到的NH4+再生量是长江中游水体TN负荷的2倍，表明水体NH4+再生在支持水体初级生产力和维持氮素内循环方面具有重要作用。

主要从两个方面对汉江流域的降水进行了研究。一方面,以文献综述法对1961～2011年的汉江流域降水研究文献进行了综述，比较了相关研究结果；另一方面，利用国际比较计划CMIP5中5个全球模式降尺度资料，预估了该地区到2049年的降水趋势变化。综述结果表明，1961～2011年历史时段内，汉江流域整体的降水变化较小，无明显的变化趋势，有近于17和30年的周期变化的结论。模式数据的预估结果表明，1961～2049年内，汉江流域整体上年降水没有明显的上升或下降趋势，在RCP4.5情景下存在着近17和30年的周期变化；但在RCP2.6和RCP8.5情景下，降水周期发生了变化。在RCP2.6情景下，较明显的周期为5和11年；在RCP8.5情景下，较明显的周期为8和17年。总体结论上，文献综述和模式数据的研究结果基本一致，即汉江流域过去50年以及未来30年，降水整体上没有显著的趋势变化。

江汉平原水利工程密布，大型调水工程对流域用水格局产生很大影响。气候变化同时会影响调水工程调入调出区供需水情况，从而影响流域的水资源的分配。梳理了江汉平原主要调水工程，重点围绕南水北调中线工程与引江济汉工程的规划设计指标及实际运营状况，分析江汉平原潜在的用水矛盾。此外，在未来气候变化情景下，随着干旱时长和频次增加，会导致各调水工程抽水引水成本提高，从而加剧江汉平原用水矛盾。结果表明：（1）从工程设计和运行来看，南水北调中线工程达到调水设计后，引江济汉工程在保证汉江下游用水需求上受限可能性很大；（2）引江济汉工程自运行以来，虽未有较长时间的泵站抽水引水，但就2018年的泵站抽水引水成本来看已经达到运行总经费的30%。如果引江济汉工程引水口长江水位下降，自流引水受限，使用泵站抽水引水时长及频率将会增加，会导致引水费用进一步增加；（3）“南水北调中线”、“引汉济渭”、“鄂北水资源配置”工程，再叠加汉江中下游生产生活用水，如遇枯水年份，汉江水资源配置会产生很大的矛盾，对汉江流域及汉江生态经济带发展将产生影响。

长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区具有开放性、跨界性和范围模糊性等特征，随着所在区域对岸线资源的开发利用，保护区鱼类产卵场功能退化严重。基于对保护区保护针对性及有效性地提升，选择长江宜宾段36个产卵场为切入点，采取实地勘察、走访的方式开展调查，全面梳理了产卵场河段及岸线利用现状、产卵鱼类现状及产卵场面临问题等，并对产卵场功能现状进行划分。结果表明：功能良好和功能一般的特有珍稀鱼类产卵场仅占调查总数的33.3%，功能部分退化、严重退化的产卵场占61%，保护区产卵场功能的整体退化已成为不争的事实。面向产卵场及保护区的未来发展，论文提出开展系统性调查研究、科学认识保护对象的资源现状，处理好发展与保护的关系、提升岸线资源利用持续性，设置独立性管理主体、增强监管时效性等政策启示。

 岸线资源作为基础性的自然资源与战略性的经济资源，是经济社会可持续发展和维系生态平衡的重要基础。研究国外大河流域岸线开发与治理的经验与做法，对于处理好长江岸线保护与开发利用的关系、积极推动我国生态文明建设和长江大保护行动具有重要现实意义。通过梳理莱茵河流域岸线生态保护与治理的问题及措施，提出借鉴莱茵河综合管理模式与治理经验，以恢复长江生态系统健康为首要目标，创新长江经济带岸线综合管理机构与体制，统筹岸线空间，在加强岸线保护与修复治理的同时提升岸线利用效率，以期为我国长江流域岸线生态保护与综合管理提供借鉴。