土壤氮转化过程对环境的适应性
生态系统氮循环特征及其环境效应解析
生态系统氮循环特征及其环境效应解析氮是生态系统中最重要的营养元素之一，它在自然界中的循环过程中起着至关重要的作用。
生态系统的氮循环分为生物固氮、尿素氮转化、硝化和反硝化等环节。
氮循环的特征与环境效应对于生态系统的稳定和氮素的利用率具有重要意义。
首先，生物固氮是生态系统中氮循环的重要环节之一。
许多微生物通过固氮过程将大气中的氮气转化为可供植物摄取的形态。
这些微生物可以存在于土壤中，也可以与植物建立共生关系，如豆科植物与根瘤菌的共生。
通过生物固氮，生态系统能够有效地利用空气中的氮气资源，提供植物所需的氮源，从而维持生态系统的生物多样性和生产力。
其次，尿素氮转化是生态系统中氮循环的另一个重要过程。
尿液中含有丰富的尿素氮，通过微生物的作用，尿素可以分解为氨氮和硝酸盐氮。
这些被分解出来的氮化合物能够被植物吸收利用，而不会造成氮的损失。
尿素氮转化过程在自然界中广泛存在，并且对于农田的氮素管理和养分循环具有重要意义。
此外，硝化和反硝化过程也是生态系统中氮循环的重要组成部分。
硝化是将氨氮氧化为硝酸盐氮的过程，可以通过硝化细菌和古菌来完成。
反硝化是将硝酸盐氮还原为氮气的过程，同样需要特定的微生物参与。
硝化和反硝化过程的平衡对于维持土壤和水体中氮的循环非常重要。
过多的硝化会导致土壤酸化和养分的流失，而过多的反硝化则会释放出温室气体，对气候变化产生负面影响。
除了上述的氮循环特征，生态系统中氮的环境效应也是需要考虑的。
过度的氮输入是生态系统中的一个常见问题。
主要来源包括农业活动、化肥使用、工业废水排放等。
过度的氮输入会导致氮浓度过高，进而引发水体富营养化问题。
水体富营养化会导致藻类大量繁殖，消耗水体中的氧气，形成缺氧环境，严重影响水生生物的生存。
此外，氮也可能通过大气沉降的方式进入土壤，造成土壤酸化和土壤质量下降。
生态系统中氮循环的研究对于环境保护和可持续发展具有重要意义。
了解不同环节的氮转化过程，有助于优化农业管理措施，降低氮的损失和污染风险。
氮循环过程及环境影响分析
氮循环过程及环境影响分析氮是生命中重要的元素之一，对于生物体的生长和发育具有重要意义。
氮循环是指氮元素在自然界中不断转化和循环的过程。
氮循环包括氮固定、氨化、硝化、反硝化和脱氮等一系列复杂的化学反应，这些过程与氮在大气、土壤、水体和生物体间的转化息息相关。
然而，随着人类活动的不断增加，氮的循环过程受到了严重的干扰，对环境产生了一系列重要的影响。
首先，氮循环的改变对生态系统的结构和功能造成了直接的影响。
氮源的过度供应导致土壤和水体中氮的浓度升高，从而影响到植物的生长和生殖能力。
一些以氮为限制的生态系统中，氮的输入过量会导致植物过度生长，形成富营养化现象。
在水体中，过多的氮输入会引发水华，破坏水生态系统的平衡。
此外，氮循环的异常改变还会导致生态系统中其他元素的失衡，进而影响到物种的多样性和生态系统的稳定性。
其次，氮循环的改变对大气污染产生了重要影响。
氮氧化物（NOx）是由于燃烧过程中氮化合物的排放而产生的主要污染物之一。
NOx对大气的光化学反应有重要作用，其在大气中的光化学转化会生成臭氧和酸雨等环境问题。
此外，NOx还参与了臭氧和甲烷等温室气体的生成，对气候变化有重要影响。
因此，氮循环的异常改变会导致大气污染问题的加剧和气候变化的加速。
再次，氮循环的改变对水环境产生了显著的影响。
氮循环是水体中富营养化的主要驱动力之一。
过量的氮输入会导致水体中硝态氮和铵态氮浓度升高，从而刺激藻类等浮游植物的过度生长，引发水华、赤潮等问题。
这些现象不仅会使水体变得浑浊，还会导致水中溶解氧的减少，造成鱼类和其他水生生物的死亡。
同时，水体中过量的氮会通过水下的生物降解过程产生亚硝酸盐和氨等有毒物质，对水生生物和人类健康产生危害。
最后，氮循环的改变对全球氮的循环和平衡产生了影响。
随着人类活动的增加，氮源的输入远远超过了自然界的循环能力，导致全球氮的累积。
这种过量的氮输入会导致全球氮污染问题的加剧，影响到全球的生态环境。
同时，氮循环的异常改变还导致了土壤中可利用氮的减少，影响到农业生产的可持续性。
土壤中氮、硫、磷的循环与环境质量
①Ca-P（钙磷），以磷灰石为主
氟磷灰石Ca5(PO4)3F 氢氧磷灰石Ca5(PO4)3OH 磷酸八钙Ca8H2(PO4)6 磷酸三钙Ca3(PO4)2 磷酸二钙CaHPO4 溶解度随pH降低而增大。
溶度积＝10-120.9 溶度积＝ 10-113.7 溶度积＝ 10-46.9 溶度积＝ 10-26.0 溶度积＝ 10-6.56
（1）植素类——植酸与钙、镁等离子结合而成。 （2）核酸类——含磷、氮的复杂有机化合物。 （3）磷脂类——醇、醚溶性的有机磷化合物。
• 2.无机磷：50~90％，PO43-
少量溶解、大都以吸附态和固体矿物态 存在
3种相互平衡的形态
溶解
吸附
矿物态
水溶态
吸附态
沉淀
解吸
(1)水溶态磷—土壤溶液中的磷
H2PO4-、HPO42-、PO43-，其相对浓度（比例）随溶液pH 而变化。
②Fe-P（铁磷） 以粉红磷铁矿FePO4·2H2O为代表，溶度积＝10-34.9。
③Al-P（铝磷） 以磷铝石AlPO4·2H2O为代表，溶度积＝10-30.5。 Fe-P和Al-P的溶解度随pH升高而增大。
④O-P（闭蓄态磷） 氧化铁胶膜包被的磷酸盐，无效磷。当Fe2O3胶膜还
原溶解后，磷被释放。
RCH2COOH + NH3 + E
酶
条件：
① 真菌、细菌、放线菌等；
② 在通气良好； ③对低温特别敏感；
④ 水分60~70%； ⑤ pH值要求在4.8~5.2
⑥C/N比适当。
2．氨的硝化过程
氨、胺、酰胺 （1）亚硝化作用
硝态氮化合物
亚硝化微生物
2HN4 + 3O2
2NO2- + 2H2O + 4H+ + 158千卡
土壤氮转化过程调控及其环境效应 自然科学奖
土壤氮转化过程调控及其环境效应自然科学奖一、引言土壤氮转化过程是指土壤中氮从无机形态到有机形态的转化过程，包括氨氧化、硝化、硝酸还原和氮固定等。
这些过程对土壤氮循环和植物生长具有重要影响，同时也与环境效应密切相关。
本文将探讨土壤氮转化过程的调控机制及其对环境的影响。
二、土壤氮转化过程的调控机制1.氨氧化氨氧化是指氨被氨氧化细菌氧化为亚硝酸的过程。
该过程主要受土壤温度、湿度和pH值的调控。
氨氧化细菌活性随着温度和湿度的升高而增加，但过高的温度和湿度会抑制氨氧化作用。
pH值对氨氧化的影响较大，适宜的pH范围为6-8。
2.硝化硝化是指亚硝酸被细菌氧化为硝酸的过程。
硝化过程的调控较为复杂，包括氨氧化和亚硝酸还原两个环节。
氨氧化细菌和亚硝酸还原细菌的相对活性决定了硝化速率。
土壤中有机质含量、湿度和氧气供应等因素也会影响硝化过程的进行。
3.硝酸还原硝酸还原是指硝酸被细菌还原为亚硝酸的过程。
该过程需要有机质的存在和还原剂的提供。
土壤中有机质含量的增加可以促进硝酸还原作用的进行，而氧气供应对硝酸还原过程产生抑制作用。
4.氮固定氮固定是指将空气中的氮转化为植物可利用的氮化合物的过程。
这一过程主要由植物共生固氮菌完成。
土壤中的温度、湿度和pH值对氮固定细菌的生长和活性产生影响。
此外，植物共生固氮菌与植物之间的互惠关系也对氮固定过程的进行起到重要作用。
三、土壤氮转化过程的环境效应1.氮素供应土壤氮转化过程对植物提供了可利用的氮素，促进了植物的生长和发育。
然而，过度的氮素供应可能导致土壤酸化和水体富营养化等环境问题，对生态系统产生负面影响。
2.温室气体排放土壤氮转化过程中产生的硝酸还原和亚硝酸反应会释放出一氧化氮（N2O），它是温室气体之一，对全球变暖起到了一定的促进作用。
因此，土壤氮转化过程对气候变化具有重要影响。
3.土壤健康土壤氮转化过程可以影响土壤的健康状况。
过量的氨氧化和硝化作用会导致土壤酸化，抑制土壤微生物的生长和活性，降低土壤质量。
土壤中氮素转化过程
土壤中氮素转化过程一、引言土壤是生态系统中不可或缺的组成部分，其中氮素是植物生长的重要营养元素。
土壤中氮素的转化过程对于植物生长和环境保护都有着重要的意义。
本文将介绍土壤中氮素的转化过程，包括氮素的来源、转化类型及影响因素等内容。
二、氮素来源1. 大气沉降：大气中含有大量的氨、硝酸和亚硝酸等形式的氮，这些化合物通过降水或干沉降进入土壤。
2. 水体输入：水体中含有大量的溶解性无机氮，如亚硝酸盐、硝酸盐等，这些溶解性无机氮进入土壤后被微生物利用。
3. 土壤内源：土壤微生物通过分解有机质产生的尿素、蛋白质等产物也可以成为土壤内源性氮源。
三、氮素转化类型1. 氨化作用：在缺氧条件下，一些细菌可以将有机质分解产生出来的胺基团还原为NH4+离子，这个过程就是氨化作用。
2. 硝化作用：在氧气充足的条件下，一些细菌可以将NH4+离子氧化成NO2-、NO3-离子，这个过程就是硝化作用。
3. 反硝化作用：在缺氧条件下，一些细菌可以利用土壤中的NO3-和NO2-离子还原为N2O和N2等气体，这个过程就是反硝化作用。
4. 氮固定作用：一些微生物可以将大气中的N2分子转化为NH4+或者其他有机氮形式，这个过程就是氮固定作用。
四、影响因素1. 温度：土壤中微生物的活性与温度密切相关，适宜的温度能够促进微生物代谢活动，从而促进转化过程。
2. 水分：水分对于土壤中微生物代谢活动具有重要影响。
适宜的水分能够提供充足的水分环境，从而促进转化过程。
3. 土壤pH值：不同类型的细菌对于不同pH值具有不同的适应性。
土壤pH值对于细菌群落结构和数量都有着重要的影响。
4. 有机质含量：土壤中的有机质含量可以提供细菌生长所需的营养物质，从而促进转化过程。
五、结论土壤中氮素转化过程是一个复杂的生态系统过程，其中包括氮素来源、转化类型及影响因素等内容。
了解这些内容可以更好地理解土壤中氮素的转化过程，为合理利用土壤资源和环境保护提供科学依据。
土壤氮素转化产生环境负效应机制及其调控原理
土壤氮素转化产生环境负效应机制及其调控原理一、土壤氮素流失土壤中的氮素主要以有机氮和铵态氮的形式存在。
在降雨或灌溉过程中，如果土壤的吸附能力不足以固定这些氮素，就会导致氮素流失。
流失的氮素可能通过地表径流或地下渗透进入水体，造成水体富营养化，影响水质。
调控原理：通过合理施肥、选择适当的肥料类型、改进耕作方式等手段，提高土壤的吸附能力和保肥能力，减少氮素流失。
二、氮素逸出氮素逸出是指土壤中的氮素转化为气体形态，如氮气和氨气，逸出到大气中。
这不仅导致了氮素的损失，还可能引发大气污染。
调控原理：合理施肥，避免过量施用氮肥。
同时，通过生物或化学方法将土壤中的铵态氮转化为硝态氮，降低氮素逸出的风险。
三、土壤酸化过量的氮肥施用会导致土壤酸化。
这是因为铵态氮在微生物的作用下转化为亚硝酸盐，进一步转化为硝酸盐，这个过程会释放出氢离子，导致土壤酸化。
调控原理：合理控制氮肥施用量，避免过量施用。
同时，选择适当的肥料类型，如添加了碱性物质或钙肥的肥料，以中和土壤中的氢离子，缓解土壤酸化。
四、生物多样性下降过量的氮素可能会对土壤中的微生物和植物造成影响，导致生物多样性下降。
调控原理：合理施肥，避免过量施用氮肥。
同时，采取保护性农业措施，如轮作、休耕等，保护土壤生态环境，维护生物多样性。
五、全球气候变化土壤中的氮素转化和排放到大气中的氮气和氮氧化物是全球气候变化的重要因素之一。
它们是大气中温室气体的主要来源之一。
调控原理：通过合理施肥和农业管理措施，减少土壤中的氮素转化和排放。
同时，推广低碳农业技术，如精准农业、智能农业等，降低农业活动对气候变化的影响。
六、土壤污染过量的氮素施用不仅可能导致土壤酸化、盐渍化等环境问题，还会引起土壤中重金属元素活化，对土壤造成污染。
调控原理：合理控制肥料施用量和比例，避免过量施用。
同时，加强土壤监测和评估，及时发现和解决土壤污染问题。
七、农产品品质下降过量的氮素施用可能导致农产品中硝酸盐含量超标，影响农产品品质和安全性。
氮循环对环境生态系统的影响研究
氮循环对环境生态系统的影响研究氮是生命体中不可缺少的元素之一，它通过生态系统中的氮循环持续地在各种生物之间循环。
氮循环是指氮元素由大气中以分子态氮的形式进入到生态系统中，经过一系列生化过程后，又以化合态氮的形式返回大气中，形成一个循环过程。
然而，人类活动影响了氮循环的平衡，导致氮素在环境生态系统中积累和失衡，从而影响着生态系统的稳定性。
氮素影响着植物的生长和养分吸收。
当生态系统中的氮素过量积累时，会导致氮污染和环境变化，造成生态系统的破坏和生物多样性的减少。
首先，氮污染会导致水体富营养化。
氮素过量进入水体，加速藻类生长，形成藻华，使水体浑浊，失去透明度，甚至导致死亡区的形成。
然后，藻类会死亡，被细菌和分解物分解成有机质，这时会消耗大量的氧气，降低水体的氧气含量，导致缺氧甚至窒息。
这种情况在许多湖泊和河流中都发生了，对水生生物造成了威胁。
其次，氮素的过量会导致土壤酸化。
氮元素的释放和转化伴随着许多氢离子的释放，从而使土壤中的酸性物质增加，影响着土壤中有机物质的降解和微生物的生长繁殖。
酸化的土壤失去了很大一部分的养分，导致植物难以生长和发育，降低着植物的产量和质量。
循环中的氮素可以通过土地、水和空气从一个地方转移到另一个地方，从而跨越大陆和海洋。
然而，人类活动对氮循环的影响愈发显著，人类行为导致氮素的释放增加。
例如，调节水域和排泄，将化肥、牛粪和禽粪等大量施用到农作物上。
这些肥料中含有丰富的氮元素，氮素在被吸收前会被大多数细胞和组织所转换，而只有一小部分氮素会被植物利用。
因此，氮循环对于环境生态系统的平衡和稳定性至关重要。
为了保护环境生态系统，我们需要减少氮素的排放，控制水和土壤中的氮素含量，从而保持生态系统的平衡。
总而言之，氮循环是生态系统中不可或缺的循环过程，人类活动对氮循环的影响需要引起我们的重视。
氮素过量的排放和污染会影响水、土壤和空气中氮素的循环和转化，加剧生态系统的破坏。
因此，要实现生态系统的可持续发展，我们必须控制氮素的排放，采取保护生态系统的有效措施，保证氮素循环的平衡，维护生态系统的健康和稳定性。
全球气候变化与土壤氮循环的关联
全球气候变化与土壤氮循环的关联随着全球气候变化的不断加剧，人们越来越关注气候变化对地球各个方面的影响。
其中，土壤是一个重要的环境要素，具有调节气候、维持生态平衡和支撑农作物生长的重要作用。
而氮循环作为土壤生态系统中至关重要的循环过程之一，与全球气候变化之间存在着密切的关联。
本文将探讨全球气候变化与土壤氮循环的关系，并分析其对生态环境与人类生活的影响。
一、全球气候变化对土壤氮循环的影响全球气候变化对土壤氮循环产生了许多直接和间接的影响。
首先，气温升高会加快土壤中有机质的分解速率，导致土壤中氮素的释放增加，进而影响氮的循环过程。
其次，降水变化对土壤湿度和通气性产生影响，进而改变土壤中微生物的活动水平，从而影响氮的转化和固定过程。
此外，全球气候变化还会导致风速和紫外线辐射的变化，这些因素也会直接或间接地影响土壤氮循环。
二、全球气候变化对土壤氮循环的生态环境影响全球气候变化对土壤氮循环的影响将进一步影响到生态环境。
首先，氮是植物生长的关键营养元素，土壤中氮素的供应与植物的生长和生产力密切相关。
全球气候变化导致土壤中氮素含量的变化，进而影响着植物的生长发育和生态系统的结构与功能。
其次，土壤中过量的氮排入水体会引发水体富营养化问题，导致水质恶化和生态环境破坏。
此外，氮氧化物的排放也会加剧大气污染，对大气环境和人体健康造成危害。
三、全球气候变化对土壤氮循环的农业影响全球气候变化对土壤氮循环的变化也将对农业生产产生重要影响。
首先，气候变化会改变季风气候的分布和强度，进而影响土壤水分状况和温度条件，从而影响植物对土壤中氮元素的吸收和利用效率。
其次，全球气候变化还会引起长期干旱和高温等极端气候事件的增加，这些气候事件将直接影响农作物生长的需水量和氮素的吸收利用能力。
此外，全球气候变化还会改变土壤中的微生物群落结构和功能，进而影响土壤氮转化过程和肥料的利用效率。
综上所述，全球气候变化与土壤氮循环之间存在着密切的关联。
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土壤氮转化过程对环境的适应性蔡祖聪土壤与农业可持续发展国家重点实验室；中国科学院南京土壤研究所；江苏南京市北京东路71号；210008施用氮肥是提高作物产量、保证粮食安全必不可少的措施。
从1995年到2005年的十年间，世界化肥氮生产量从100百万吨增加到121百万吨(Galloway et al., 2008)。
如同人类大量利用矿质能源、开垦土地等造成大气CO2浓度持续升高，引发全球变暖的环境问题那样，氮肥施用量的持续增加导致的环境问题也已经成为全球性的问题。
氮是植物的必需元素。
对于非豆科植物，主要依靠吸收土壤中的氮作为维持生理活动、合成氨基酸和蛋白质。
但是，可以被非豆科植物吸收利用的活性氮（Nr）并不是土壤的原始成分，它是在土壤发育过程逐渐积累起来的。
有机氮是土壤积累的活性氮的最主要形态，一般占土壤氮的95%以上。
土壤保持有机氮的能力远远于大保持无机氮的能力。
由于植物一般只能吸收利用土壤中的无机氮，所以，有机氮只有通过矿化转化成为无机氮以后才能被植物吸收。
土壤保持不同形态的无机氮（主要为铵态氮和硝态氮）的能力受环境条件，特别是水分条件的影响。
为了将无机氮保持在土壤中，在不同的环境条件下，土壤通过调节氮在不同形态之间的转化速率，将无机氮保持在可被土壤保持的形态。
但是，人类活动极大地干扰了土壤保持无机氮的策略，使土壤保持无机氮的能力下降，向环境扩散增加。
所以，人类活动导致的环境氮污染，不仅是由于活性氮消耗量增加，而且也是由于人类活动对土壤保氮策略的干扰。
前者已经受到高度的关注，但对后者的研究还极其有限。
Climate Change Adaptation for Conservation ofFreshwater EcosystemsJamie PITTOCKWWF Research Associate; Fenner School for Environment & Society, Australian National University;James Pittock ConsultingFreshwater ecosystems are at the centre of the crisis in biodiversity loss, for reasons that mostly exclude climate change. For instance, the 2005 Millennium EcosystemAssessment describe freshwater:z Ecosystems as having the “highest proportion of species threatened with extinction”;z Water use “ is now well beyond levels that can be sustained even at current demands”; andz Being ecosystems where “important gaps in the distribution of protected areas remain.”Our governments have made many multilateral agreements for a better world that impact on freshwater and to be achieved require major changes in water management. These promises are to:z Prevent “dangerous” climate change (UN Framework Convention on Climate Change);z“Significantly reduce the rate of loss of biodiversity by 2010” (World Summit on Sustainable Development & Convention on Biological Diversity);z Halve the number of people without adequate access to water, sanitation, food and energy by 2015 (UN Millennium Development Goals & World Summit on Sustainable Development);z National “Integrated Water Resources Management” Plans (commenced) by 2005 (World Summit on Sustainable Development).土壤有机碳转化及其环境效应丁维新中国科学院南京土壤研究所；江苏南京市北京东路71号；210008摘要：土壤有机碳的转化和固定是全球碳循环的重要组成部分和关键节点之一。
对封丘潮土研究结果表明，土壤呼吸存在着明显的季节性变化，这种季节性变化主要受土壤水分和温度影响，潮土呼吸最佳水分含量在70%WFPS左右，过高的水分含量将抑制CO2产生和排放。
温度对土壤呼吸的影响比水分更加明显，可以解释44-57%的季节性变化。
土壤呼吸的温度效应系数（Q10），裸地土壤为1.90-2.12，种植玉米的土壤为2.33-3.04，而根际呼吸达到3.63-8.35，根际呼吸对温度的响应强于土壤基础呼吸。
氮肥施用既可以促进也可以抑制土壤呼吸，可能取决于土壤潜在氮素供应能力。
当土壤有机碳分解释放的氮素能够基本满足作物生长需要时，氮肥可以抑制土壤呼吸；相反当土壤氮素供应能力较低时，氮肥施用将提高土壤呼吸。
但是在这两种情况下，氮肥施用究竟如何影响土壤基础呼吸和土壤碳平衡，有待进一步明确。
外源有机物质进入土壤后遭受微生物等的分解，最终以CO2的形式返回到大气中，从现有研究发现来看，土壤有机碳的可分解性主要取决于与无机组分的结合和受保护程度，而不是有机物的结构。
土壤矿物的多寡可能决定了土壤固定有机碳的潜力和可分解性。
关键词：土壤呼吸，温度效应系数，有机碳转化，矿物中国区域气候变化研究中的若干进展和问题任国玉中国气象局气候研究开放试验室；北京；100081摘要：总结了过去10年中国区域气候变化研究所获得的主要成果，指出了一些关键的科学问题。
尽管中国的气候变化在某些方面与全球气候变化表现出显著的不同，但总的趋势还是基本一致的。
在全球变暖的大背景下，过去100年中国年平均气温总体来说显著升高了。
过去50-100年中国降水的变化不很明显，但也可以看出自1956年以来呈微弱的上升趋势。
过去20年中国东部地区的空间降水型式发生了显著的变化，表现为北干南湿型，即北方降水减少，南方降水增多。
在一些地区极端天气和气候事件的频率和强度也发生了显著的变化。
一些研究表明，CO2浓度的增加是造成气候变暖的罪魁祸首。
利用全球和区域气候模式对21世纪气候变化趋势预估研究表明，在未来20-100年间，中国大部分地区地表气温还会继续升高，降水也会有所增加。
然而，气候变化研究领域还有很多关键问题存在很大的不确定性，需要在未来的研究中认真对待。
这些不确定性包括：气候序列的非均一性问题、地表气温序列中城市化的影响、高分辨率古气候代用资料的短缺、对很多区域气候过程及其反馈过程认识不足，用于气候变化检测的气候模式还很不成熟。
关键词：气候变化；温度；降水；蒸发；中国；东亚长江流域气候变化、水资源与旱涝姜彤中国科学院南京地理与湖泊研究所；江苏南京市北京东路73号；210008长江发源于青藏高原唐古拉山脉主峰各拉丹冬雪山西南侧（北纬33°28′，东经91°08′），横贯东西，跨越我国大陆三大阶梯，地势西高东低。
流域内最高峰位于四川西部的贡嘎山，高程7556m，最低为上海的吴淞零点。
流域范围涉及19个省（市、自治区）。
干流流经青、藏、川、渝、滇、鄂、湘、赣、皖、苏、沪等11个省、市、自治区，在崇明岛以东注入东海(图1)。
支流还流过甘、陕、黔、豫、浙、桂、闽、粤等8个省境内，东西横贯3000km，南北纵跨约1100 km。
长江全长6300km，流域面积180万km2，平均入海年径流量为9900亿m3。
按长度和径流仅次于亚马逊河和刚果河，位居世界第三位。
长江干流从江源至湖北省宜昌为上游，长约4500 km，流域面积100万km2。
河道经过高原山区和盆地，金沙江和三峡河段多高山深峡，水流湍急。
主要支流有雅砻江、岷江、嘉陵江、乌江等。
宜昌至江西省湖口为中游，长938 km，流域面积68万km2，其中枝城至城陵矾河段习称荆江，荆江河道婉蜒曲折，又有“九曲回肠”之称。
主要支流有汉江、清江、洞庭“四水”（湘、资、沅、澧）、鄱阳“五水”（赣、抚、信、饶、修）等。
湖口以下至长江口为下游，长835 km，流域面积13万km2。
安徽省大通以下受海潮影响，水势和缓 [1]。
长江流域横跨我国西南、华中和华东三大经济区，是我国人口稠密，交通发达，经济发展水平高的地区。
在1990年底，流域总人口3.92亿，占全国人口的34.3%，GDP和粮食产量分别占到全国的32%和33%；而在2000年底，流域总人口4.78亿，占全国人口的37.8%，GDP和粮食产量占到全国的42.1%和39%，各项指标的增长速度都超过了全国平均水平。
但因受到地理位置，自然条件，开发历史等诸多因素的影响，流域内部存在明显的地域差异，发展很不平衡，而且差距有进一步扩大的趋势，所占面积比例分别为55%：38%：7%的上游、中游和下游的GDP比例在1991年时为17%：37%：46%，而在2000年时已经达到15%：34%：51%[2]。
近年，随着人口的增长和不合理的开发，人地矛盾日益尖锐，出现了水土流失，湿地萎缩，生态环境恶化等不良结果，导致洪水灾害的频繁发生。
而长江洪灾加剧主要与全球变暖，水循环加快引发的长江流域气候、水文特征的巨大变化息息相关。
长江源区气候变化对高寒草地生态系统的影响王根绪中国科学院成都山地灾害与环境研究所，四川省成都市人民南路四段九号；610041摘要：过去50年来，长江源区气温升高明显，升温率平均达到0.21℃/10a，但降水量没有明显变化，地表热源强度显著增强。
冻土活动层普遍增厚，冻土地温升高。
在气候及其影响下的冻土环境变化驱动下，长江源区高寒生态系统空间分布格局变化十分剧烈，表现在：高覆盖草甸(覆盖度大于70％）面积减少13.5％，低覆盖面积增加了12.6%；覆盖高寒草原面积减少3.6%，低覆盖草原面积增加0.73%；沼泽湿地面积减少28.9%，湖泊面积减少了8.6%。