河流携带大量营养盐(如氮、磷、碳、硅)向河口/近海地区输送，构成了全球营养盐的生物地球化学循环的重要组成部分。在过去的50年里，世界人口、食物生产和能源消费已经分别增加了大约2.5倍、3倍和5倍，这些巨大变化导致河流中氮和磷的输入量大量增加，引起水体富营养化；而硅(Si)的输送量却由于受到河流中大坝、水库的截留而减少，引起河口和近海水域营养盐的比例发生变化，导致浮游藻类的种群结构和生物多样性发生改变，影响受纳水体的初级生产率，还会通过食物链的变化影响到整个生态系统的结构，已经成为全球范围内重要的环境问题之一。因此，对河流向河口和近海水域输送营养盐通量的研究正在引起国内外学者的广泛关注。国内主要采用一个简单的通量模型，即F=Q×C(F：营养盐的输送通量，Q:断面的径流量；C:断面的营养盐浓度)，这个公式虽然形式上简单、方便，但是它只是“记录”了断面某一时期的营养盐输送通量，不能定性或定量反映人类活动对于营养盐输送的影响。国外通过模型模拟的形式对河流输送营养盐通量进行了大量的研究，建立了全球营养盐输送模型，但是由于单个流域在地理位置、面积大小、土地利用方式、气候、地质和生态系统方面存在差异，将全球模型应用于特定的流域还需要进行进一步检验和校正。因此国内外更加关注如何定量化研究人类活动对于河流中的营养盐来源和输送过程的影响，并将结果应用于具体流域，为控制和消除河口和近海水域的水体富营养化提供科学依据。　　 本研究以长江流域为研究区域，从输入源的角度，建立了长江向河口输送营养盐的通量模型，并根据大通站的实测数据对模型进行了校正。主要有以下的研究结果：　　 1、DIN输送通量研究结果　　 (1)在流域的氮循环中，定量研究了30年来人类活动对氮输入源和河流输出DIN通量的影响。研究表明：对于氮输入源，非点源氮输入量从1970年的301×107 kg增加到2003年的I314×107 kg，增加了3倍多，其中，氮肥施用N输入量从1970年的64×107 kg迅速增加到2003年的586×107 kg，增加了8倍多；畜禽粪便N输入量从1970年的126×107 kg增加到2003年的547×107 kg，增加了3倍多，二者合计占非点源总输入量的63％～93％；生物固氮量从1970年的I76×107 kg增加到2003年的186×107 kg，增加幅度不大；大气氮沉降从1970年的151×107 kg增加到2003年的429×107 kg，增加了接近2倍。点源污水氮的输入量从1970年的34×107 kg增加到2003年的58×107 kg。从1970～2003年，长江向河口输出的DIN通量呈波动式增加的趋势，从1970年的122 kg N/km2/yr增加到了2003年的895 kg N/km2/yr，增加了6倍多；氮输入量的大量增加是导致长江输出DIN通量增加的重要原因，同时与土地利用方式的改变导致流域对氮的持留率下降以及土壤中的氮趋向饱和有关，但是二者各自占多大份额还需要进一步研究。　　 (2)定量评估了引水调水、大坝和水库建设等人类活动对河流中营养盐的截留效应，结果表明：30年来长江流域引水调水的截留系数为0.11～0.16，大坝和水库的截留系数为0.1～0.21，并在大坝和水库的截留系数与库容量之间建立了回归关系方程式。　　 (3)定量表达了不同类型的氮来源对DIN输送通量的贡献率，研究表明：非点源氮是主要来源，其中氮肥施用的贡献率最大(25.4％)，其次为畜禽粪便氮输入(24.7％)，二者合计占总贡献率的一半以上；生物固氮在1970～1977年的贡献率最高，达到了31.6％，但是从1978～2003年，它的贡献率明显减少到了17.6％，说明人类活动来源的氮输入量持续增加，已经超过了自然界的氮输入量。大气氮沉降的贡献率大约占15％～24％，随着人类化石燃料消费量的增加，它的贡献率还会继续增加。点源污水氮对DIN输送通量的贡献率最低(3％～27％)，并且呈逐年降低的趋势，但是污水输入总量在1970～2003年持续增加。　　 2、DIP输送通量研究结果　　 (1)在流域的磷循环中，定量研究了人类活动对磷输入源的影响。研究表明：非点源总磷输入量从1970年的2×107 kg迅速增加到2003年的349×107 kg，其中，在非点源输入中，畜禽粪便磷输入量从1970年的78×107 kg增加到2003年的336×107kg，增加了3.3倍，磷肥施用中的磷输入量从1970年的接近于零迅速增加到2003年的213×107 kg；点源污水磷输入量呈增加趋势，从1970年的4.2×107 kg增加到2003年的7.8×107 kg。　　 (2)定量研究了不同类型的磷输入源对长江输出的DIP通量的影响，结果表明：磷输入量的大量增加导致DIP输出通量的增加。DIP输出通量从1970年的2.4kg/km2/yr迅速增加到2003年的14.1 kg/km2/yr，增加了4.9倍。　　 (3)定量表达了不同类型的磷来源对DIP输出通量的贡献率，研究表明：在1970～1985年，DIP输送通量中以点源污水的贡献率最高，基本都达到了100％，而在1986～2003年，点源污水的贡献率呈逐年下降的趋势，平均贡献率为34.8％；磷肥施用成为DIP输送通量的主要来源(42.4％)，畜禽粪便磷的贡献率最低(22.9％)。　　 3、颗粒态营养盐输送通量研究结果　　 长江向河口输送的颗粒态营养盐中，以POC的年输送量最大，平均为55.4×107kg，其次为PN，平均为7.7×107 kg，PP的输送量最小，平均为2.9×107 kg。POC的年输送量大约是PN和PP年输送量的7倍和19倍。　　 4、基于MA的情景预测表明，人类活动对河流输送营养盐通量的影响将继续加强，人类活动引起的营养盐过度排放及导致的水体富营养化问题仍将是人类面临的一项重大挑战，因此控制流域内营养盐的输入和输出将是一项长期而紧迫的任务。