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基本概况


 

    中国科学院流域地理学重点实验室(Key Laboratory of Watershed Geographic Sciences, Nanjing Institute of Geography and Limnology, Chinese Academy of Sciences,简称WSGS)依托于中国科学院南京地理与湖泊研究所,2014年通过中国科学院全部评审论证程序,并于当年8月正式成立。


  实验室长期致力于我国长江中下游与东南沿海湿润区流域水土资源演变与环境影响机理及经济发展规律研究,研究基础深厚

  立足长江中下游和东南沿海湿润区不同层次流域,研究阐明了流域土地利用/覆被变化过程与驱动机制,形成了对流域土地利用时空演变及其与经济发展关系的规律性认识;揭示了流域重大水利工程建设与下垫面条件变化对河湖水文水环境影响的机理;探明了流域空间结构和发展格局演变机制与规律,形成了空间功能分区的理论方法体系。连续出版《长江保护与发展》系列报告,成为国家和地方政府科学认识长江保护和发展态势的重要依据,受到时任总理温家宝的重视;牵头编制的《长江三角洲区域规划》通过国务院常务会审议并颁布实施,在国内外有重要影响。


  实验室坚持以国家重大需求为导向,围绕长江中下游与东南沿海湿润区流域面临的洪涝灾害、水环境等重大问题开展研究,在国内独树一帜,在国际上也有一定影响

  在1999年太湖流域洪水期间,实验室利用雷达、TM卫星图像和GPS定位系统评估洪涝灾情,揭示洪涝灾害的成因和治太工程的薄弱环节,提出了太湖流域进一步整治的若干建议。在1998年长江洪水期间,实验室实测了洞庭湖湖底地形及长江有关江段的水下地形图,并对三峡工程的防洪作用、蓄滞洪区的现代化经营管理以及“退田还湖”与“退田还江”等方面提出了若干重要建议。2000年以来,进一步深入开展了长江中下游洪水孕灾环境和致灾机理研究,研究阐明了不同水文年洞庭湖和鄱阳湖各月水位变化幅度及其空间差异,澄清了近年来洞庭湖与鄱阳湖枯季持续低水位与三峡工程蓄水的关系;揭示了湖泊淤积围垦的洪水效应和退田还湖的洪水减灾效果,提出了洞庭湖和鄱阳湖区退田还湖优化方案;模拟分析了太湖流域土地利用变化导致产水量和太湖水位的变化,从过程与机理角度揭示了流域土地利用变化对洪水加剧的影响方式与小水大灾的形成机理;初步阐明了三峡工程运行对长江中游洞庭湖和鄱阳湖水情影响的方式和程度及其湿地生态响应机制。有关长江开发与保护建议得到温家宝总理的批示,有关太湖流域土地利用和圩区下垫面变化的水文效应和空间差异的定量评估成果,在已获国务院批复的《太湖流域防洪规划》中得到应用,研究提出的洞庭湖区内涝治理、国际重要湿地保护和管理的若干建议,在已经实施的《洞庭湖国家级生态功能保护区规划大纲》中得到应用,奠定了实验室在长江中下游水土资源利用、生态环境保护和经济可持续发展领域的优先发言权。


  实验室发展了流域地表关键要素遥感反演和过程模拟技术方法,具有以长江中下游与东南沿海湿润区流域雄厚的基础数据积累

  研究了流域地表水文变量的遥感反演方法,自主提出了不同时相的非变像元理论关系,探讨了时相因素对遥感数据的影响。从非平衡态热力学原理出发,研究了不依赖参数化的蒸散计算方法和遥感反演方法,反演了近十年来鄱阳湖流域蒸散变化过程。探讨了卫星测雨驱动水文模型对模拟结果精度影响的评价方法及使用范围,提出了针对水文模型与遥感数据结合的新的模型参数优化和不确定性评估方法,并在鄱阳湖流域进行应用研究。

  自主构建了地表-地下水联合模拟水文模型、适合于平原河网区的分布式水文水动力与水环境模型、长江中游长江-通江湖泊江湖耦合水动力模型等一系列数学模型,为流域地表要素和过程变化及调控效应定量评估提供了强有力的定量工具。

  建立了湖泊流域数据共享与模拟平台,具备数据信息自动采集、传输、处理、集成、评估、模拟、预警、信息发布等功能,成为国家地球科学数据共享平台的子平台,拥有超过200T的数据存储能力和8.8万亿次/秒的计算能力。平台积累了1950年以来长序列长江中下游湖泊流域气象和水文数据。除常规国家地面站点的观测数据外,还有丰富的自主监测数据,包括太湖流域代表性试验流域日监测水质数据,鄱阳湖主要入湖河流水质监测数据,鄱阳湖典型洲滩湿地气象水文植被要素联合观测数据,鄱阳湖流域降雨、蒸发、覆被、土地利用类型、土壤属性等原始和再加工数据。

  系统整编了典型流域多源遥感数据和基础地理数据,包括全国主要江湖流域基础地理数据库(地形数据1:5万、1:25万、1:100万、1:400万),长江中下游地区部分流域多时段土地利用/覆被数据、社会经济统计数据系列、主要站点水文气象和水环境监测数据系列和大比例尺地形数据库(1:1万、1:5000),全国重点湖泊流域卫星遥感影像数据库(MSS/TM/ETM、CBERS CCD/HR、HJ-1 CCD、BJ-1 CCD、MERIS、ASAR、SPOT、P6、ALOS、MODIS、GOCI等)。

  经过几代人几十年的不懈努力,尤其是近年来的创新发展,实验室在以长江中下游与东南沿海为核心的我国南方湿润区水循环与洪旱灾害、土地利用/覆被变化与生态环境效应、流域物质输移与水环境模拟、河湖洲滩湿地与生态演变、城乡统筹与区域发展、流域空间功能分区与管制、流域关键地表要素定量遥感反演和综合管理等研究领域有深厚的研究工作基础。


  2009-2013年,主持承担了包括国家“973”计划项目在内的各类重要科研项目84项,总经费达1.67亿元,其中实到实验室经费1.38亿元。取得一批高水平的基础和应用基础研究成果,在国际相关学科领域和服务地方发展方面有重要反响。2009-2013年,共发表论文492篇,其中SCI/EI论文139篇(SCI论文89篇,包括I区SCI论文2篇和II区SCI论文20篇;EI论文50篇),总引用次数520次,单篇最高引用72次。出版专著15部,申请或获得专利授权13项(授权4项),登记软件著作权22项,获得省部级科学技术二等以上奖励3项。2014年共发表论文16篇,其中SCI/EI论文74篇,出版专著5部,获得专利授权5项,登记软件著作权7项。


研究方向

 

1.流域水土过程与环境效应

重点研究气候变化和人类活动(如土地利用/覆被变化和重大水利工程)引发的流域水循环变化与洪旱灾害、流域水环境污染以及生态退化等问题。


2.流域发展与格局优化

重点研究流域人口和产业变化过程、空间格局演替与动力机制,揭示不同发展阶段人口、产业与土地在区域、城乡之间的变化规律,探寻流域可持续发展的调控方案与路径。


3.流域综合模拟与管理

重点研究流域关键要素遥感定量反演、异源数据同化和自然人文复合过程同步监测等方法;构建过程变化评估与调控决策支持系统;为流域资源环境与经济社会协调发展提供决策支持。