主要离子成分及格局受人为及自然因素的复合影响，而目河水中主要离子浓度及通量直接反应了流域化学风化程度及消耗大气CO2速率，是巨大的碳汇。因此研究主要离子的浓度的格局、尤其是长期演变及其与人为因素直接相关的地表过程的关系，有助于解析未来人为活动对地表过程风化及碳消耗的影响以及流域水质的演变。
武汉植物园系统生态学组李思悦博士在张全发研究员的指导下，对2005年以来我国南水北调中线水源区的汉江上游流域进行了系统的调查及分析，并整合不同空间尺度包括子流域及不同河岸带土地利用变化、水文节律以及季节上的长期演变，在不同空间尺度上对主要离子浓度及演变趋势进行了比较。结果表明主要离子浓度要受水文、地貌因子以及土地利用影响，而人为活动和主要离子在流域尺度上没有显著的统计关系。回归模型进一步显示土地利用/土地覆盖组成和主要离子关系受水文节律的显著影响，此外，土地利用/土地覆盖组成与主要离子的关系也存在时空上的异质性。总体来讲，在旱季，主要离子浓度可以更好地用河岸带土地利用预测，而在雨季，不同空间尺度土地利用对主要离子浓度的预测程度没有明显的差别。虽然在流域尺度上，人为活动（城镇化和农业）和主要离子浓度没有显著关系，但长期演变及典型河流个案研究显示EC, TDS, Na+, K+ 和 Ca2+ 以及表征人为活动的Cl-, NO3-和SO42的显著增加。研究所提出综合离子浓度长期演变、典型河流比较、不同尺度景观因子以及水文节律来探讨河流域水化学组成及变化机理，将为未来河流域水化学格局研究提供新的思路。
本研究得到了国家自然科学基金以及中国科学院创新促进会资助，相关研究结果以“Effects of catchment and riparian landscape setting on water chemistry and seasonal evolution of water quality in the upper Han River basin, China”以题，在生物学领域重要期刊PLOS ONE上发表。
主要离子季节长期演变趋势
（系统生态学组）
