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在流域系统治理实践中，治理目标十分复杂。不同区域往往面临不同的治理需求，如黄河流域生态
环境保护——上游主要是水源涵养，中游主要是水土保持，下游主要是湿地保护和生态治理。在同一个
区域中，还要考虑上游的水沙条件和下游的水沙需求，不同水沙供需情景也面临不同的配置目标。因
此，流域系统治理目标是动态调整的，需要基于自然禀赋和水沙供需情景确定行洪输沙、生态环境和社
会经济三个子系统对流域系统整体发展的重要程度及优先序列，进行适时调整、合理优化 ［24］ 。
2.1.3 研究尺度 流域系统科学是一个多学科交叉的综合性研究领域，涉及的行洪输沙、生态环境和
社会经济要素在空间和时间尺度上具有显著的差异性，跨尺度问题是该学科一个复杂且重要的议题。
在空间尺度上，行洪输沙与生态环境子系统属于自然科学范畴，具有明确的地理特征和天然的地理界
线，而社会经济子系统属于社会科学范畴，具有鲜明的政治性质和特定的行政边界，二者范围既相互
独立又交叉重叠；在时间尺度上，行洪输沙、生态环境和社会经济的变化往往是复杂交织的，既包含
快速的变化过程（如大洪水事件使得河道流量猛然增加、突发环境事件导致局部生态环境的迅速恶化、
政府推行新政策在短时间内显著影响居民生活），又包含缓慢的变化过程（如河流地貌的发育演化、生
态环境的恢复和重建、经济结构的持续调整），这些变化相互促进或相互制约，从而影响整个流域系
统的稳定性和可持续性。
因此，需根据研究需求和治理目标，采用多尺度数据收集和分析方法，发展有效的尺度整合和管
理策略，保持灵活性和适应性以探讨不同时空尺度下行洪输沙-生态环境-社会经济协同演化机制。具
体来说，关注流域短期发展策略，针对的是短时间快速变化的行洪输沙、生态环境和社会经济要素，
空间范围是不同要素间产生直接影响的重叠区域，如一次进入黄河下游的大洪水，对下游河道水生
态、水环境以及滩区居民生产生活造成直接影响，此时应聚焦于黄河下游河道范围，研究场次洪水过
程中行洪输沙-生态环境-社会经济多过程耦合作用机制与胁迫效应；当关注流域长期发展战略时，针
对的是长时间缓慢变化的行洪输沙、生态环境和社会经济要素，空间范围除直接影响的重叠区域，还
应考虑影响的累积效应和溢出效应 ［25］ ，如持续多年的来水来沙，不仅直接影响了河道的河床形态、水
生环境、生物多样性，以及沿岸区域地下水位、土壤植被、工农业发展等，还随着引调水工程的建设
进一步影响到流域内部其他区域及外部引水受水区，此时应聚焦于更广大空间的流域范围，研究长时
期行洪输沙-生态环境-社会经济的协同演化过程及发展趋势。
2.2 学科基础 流域系统科学将流域视为一个由行洪输沙、生态环境和社会经济要素构成的复杂系
统，需要依托现代系统科学理论与方法，从系统和整体的角度探讨流域系统的性质和演化规律，揭示
三大子系统演化过程中所遵循的共同规律。如，协同学可用于研究各子系统（要素）协同作用下流域系统
宏观结构的形成与发展规律，突变论可用于分析流域系统的稳定性及变化特征，运筹学可用于探索水资
源配置、水沙调控、生态补偿等应用场景中流域多利益主体博弈关系等等。此外，流域系统科学还需
要河流泥沙动力学、水文水资源学、社会学、经济学、生态学、环境学等传统学科作为基础支撑。
这些学科已形成较为完备的理论与方法体系，可实现对流域水循环、河流泥沙运动、生态演化、社
会变迁等过程及相互影响的精细刻画和精确阐释，是系统科学研究流域系统时不可或缺的工具，也
为进一步探讨行洪输沙-生态环境-社会经济多过程耦合机制提供了基础支撑。总的来说，流域系统
科学以协同学、运筹学、耗散结构理论、突变论、系统动力学、信息论、非线性理论等现代系统科
学理论为统领，将不同类别基础学科有机结合起来，通过多学科交叉融合和协同创新开展流域系统
治理。
流域系统科学研究旨在实现流域系统的良性运转与可持续发展。流域系统科学研究行洪输沙-生
态环境-社会经济协调运转机制，旨在通过河流治理保护等活动，减轻或免除流域水、旱、污等灾害，
并提供水沙资源以满足人类生产生活与生态良性运转的需求，从而推动流域防洪防凌安全、水资源保
护、生态环境健康、社会经济高质量发展及相互间协调统一，最终实现流域系统长期可持续发展。因
此，可持续发展理论也是流域系统科学的指导思想和理论基础之一，而流域系统科学则是可持续发展
理论在流域治理保护领域的具体体现和应用 ［26］ 。

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