河流物质通量是研究水生态系统中各类物质循环的重要基础。在国家自然科学基金重大研究计划“西南河流源区径流变化和适应性利用”的资助下，我国科研团队提出河流全物质通量研究的理论体系，建立了时空匹配的全要素监测-检测方法体系，获得了包括雅鲁藏布江、澜沧江、怒江、黄河源、长江源等在内的西南源区五条大河的全要素同步检测大数据。这些研究从多物质关联的视角揭示了水沙输移与生源物质迁移转化以及生物响应规律，创建了河流系统生物地理学研究的新范式。

　　河流物质通量是河流生态系统存并相互作用的所有物质和能量输移强度的总称，而全物质通量的核心在于多物质关联。科研团队提出了物质间相互作用、能量输移、生态效应的分析框架，基于“能-质”关系揭示了青藏高原河流物质转化与能量输移规律的特殊性，突破了高寒区物质关联-生物响应-定量累积解析的理论瓶颈。

　　在重大研究计划实施过程中，科研团队特别关注高寒环境下径流变化对碳、氮、磷、硫、硅等生源物质的迁移转化，浮游生物、底栖动物、鱼类等生物群落的响应，温室气体效应的影响以及人类活动对生源物质的累积效应。

　　科研团队对河流碳、氮循环进行了深入研究，发现深部来源碳对雅鲁藏布江溶解性无机碳的贡献可达30%，而青藏高原冻土区河流呈现强甲烷排放和弱一氧化二氮排放特征，量化了青藏高原河流温室气体排放通量在全球碳循环中的相对贡献。

　　同时，科研团队还从微观的分子水平上对河流水沙体系中细菌、藻类等水生生物群落的时空分布格局进行了深入研究，提出了将传统镜检的形态学方法与分子生物学解析方法密切结合的研究范式，绘制出西南河流源区浮游与底栖细菌、藻类群落图谱，填补了高原大河生物响应研究空白。

　　人类活动对于河流物质通量的影响是当前全球关注的热点，特别是与能源开发相关的工程建设带来的生态环境问题以及跨境河流可持续管理问题，近年来备受关注。

　　对此，科研团队围绕河流水沙通量、碳-氮-磷-硅等生源物质通量、温室气体通量等重要方面开展了系统性研究，揭示了梯级水库对生源物质“截留-活化-输出”的累积效应，量化了梯级水库氮磷的截留率和转化率。

　　这些研究确定了梯级水库的生态基线，给出了流量水温联合优化的生态环境阈值。研究成果为科学认识高原河流的特殊性、梯级水库生态优化调度以及跨境水资源合作提供了科技支撑，为推进国际合作发挥了积极作用。

　　该领域国际知名专家Jack Middelburg这样评价：“这项发现改变了大坝拦截导致库内物质累积以及下游初级生产力破坏的传统观点。”

　　总之，科研团队创建的河流全物质通量理论和方法突破了高寒区物质关联-生物响应-定量累积解析的理论瓶颈，填补了高寒区河流全物质通量图谱、生源物质通量和温室气体排放等研究的空白，纠正了长期以来建坝对河流生源要素影响的传统认知偏差。

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