主要離子成分及格局受人為及自然因素的復合影響，而目河水中主要離子濃度及通量直接反應了流域化學風化程度及消耗大氣CO2速率，是巨大的碳匯。因此研究主要離子的濃度的格局、尤其是長期演變及其與人為因素直接相關的地表過程的關系，有助于解析未來人為活動對地表過程風化及碳消耗的影響以及流域水質的演變。
武漢植物園系統生態學組李思悅博士在張全發研究員的指導下，對2005年以來我國南水北調中線水源區的漢江上游流域進行了系統的調查及分析，并整合不同空間尺度包括子流域及不同河岸帶土地利用變化、水文節律以及季節上的長期演變，在不同空間尺度上對主要離子濃度及演變趨勢進行了比較。結果表明主要離子濃度要受水文、地貌因子以及土地利用影響，而人為活動和主要離子在流域尺度上沒有顯著的統計關系。回歸模型進一步顯示土地利用/土地覆蓋組成和主要離子關系受水文節律的顯著影響，此外，土地利用/土地覆蓋組成與主要離子的關系也存在時空上的異質性。總體來講，在旱季，主要離子濃度可以更好地用河岸帶土地利用預測，而在雨季，不同空間尺度土地利用對主要離子濃度的預測程度沒有明顯的差別。雖然在流域尺度上，人為活動（城鎮化和農業）和主要離子濃度沒有顯著關系，但長期演變及典型河流個案研究顯示EC, TDS, Na+, K+ 和 Ca2+ 以及表征人為活動的Cl-, NO3-和SO42的顯著增加。研究所提出綜合離子濃度長期演變、典型河流比較、不同尺度景觀因子以及水文節律來探討河流域水化學組成及變化機理，將為未來河流域水化學格局研究提供新的思路。
本研究得到了國家自然科學基金以及中國科學院創新促進會資助，相關研究結果以“Effects of catchment and riparian landscape setting on water chemistry and seasonal evolution of water quality in the upper Han River basin, China”以題，在生物學領域重要期刊PLOS ONE上發表。
主要離子季節長期演變趨勢
（系統生態學組）
