流域精细治理是推进山水林田湖草沙一体化保护和系统治理，实现流域生态环境保护和高质量发展的有效途径。而流域精细治理迫切所需的科学决策支持，应能够因地制宜地针对流域治理目标、为管理决策者提供治理措施的精细化空间布局方案和可行的实施路线图。对此，从地理信息科学的角度可基于“流域系统模拟—情景优化”（简称“模拟—优化”）的方法框架进行流域治理措施时空优化问题的求解，结合参与式决策支持系统的研发，以有效辅助管理决策的制定过程（图1）。 

　　秦承志、朱良君研究小组此前针对“如何合理高效地实现流域系统模拟”的问题，迭代扩展了模块化高性能流域模拟框架SEIMS（Zhu等，2019，Environmental Modelling & Software）；针对“如何设计有效表达流域治理领域知识的管理措施空间配置单元”的问题，提出以坡位单元作为管理措施空间配置单元的情景优化系列方法（Qin等，2018，Journal of Soil and Water Conservation；Zhu等，2021，Progress in Physical Geography: Earth and Environment）。在前期研究基础上，研究小组从GIS视角进一步开展方法创新与技术研发，以解决“模拟—优化”框架在实际应用落地时面临的一系列难题：如何有效设计符合实际治理需求的管理措施情景？如何从管理措施情景的空间布局到分阶段实施路线？如何有效辅助多方利益相关者参与优化实施路线并协商达成共识？本年度取得了如下的系列成果： 

　　1）研究组针对现有流域优先控制区的识别单元尚不能兼顾空间详略程度和通用性的问题，提出坡位单元适宜作为优先控制区的识别单元、从而有效设计符合流域实际治理需求的管理措施情景，完善了一套支持具有上下游关系的空间单元作为识别单元的优先控制区识别方法，在SWAT+模型上进行了方法实现和有效性验证。成果近期发表于《Journal of Hydrology》，朱良君为通讯作者。 

　　2）研究组针对现有流域管理措施情景优化研究中假定所需投资均可一步到位、一次性实施并生效管理措施情景的实用局限性，基于流域治理的分阶段实施需求，提出考虑分阶段投资约束的管理措施实施次序（或称路线图）优化方法，通过引入净现值、考虑措施生效过程以合理评估管理措施实施次序的经济和环境效益（图2），将流域管理措施情景优化从空间维扩展到了时空维。成果近期发表于《Water Resources Research》，朱良君为通讯作者。 

　　3）针对参与流域治理规划的多方利益相关者多为非建模专业人士、难以掌握运用流域管理措施空间配置及其实施次序优化方法的问题，研究组设计并初步实现了参与式流域规划系统原型，将复杂的专业建模过程与简易的用户交互分离，以有效辅助多方用户迭代设定各自偏好的投资约束、分析优化结果、磋商达成意见一致的方案。成果近期发表于《Journal of Environmental Management》，朱良君为通讯作者。 

　　4）研究组近年来在该方向的一系列方法研究成果初步形成了一套基于“模拟—优化”框架的流域精细治理决策支持方法体系，所形成的方法框架具有通用性和可扩展性，不依赖于具体实现中的流域过程模型、流域管理措施类型及其模拟方法、管理措施的时空配置知识等因素，便于推广应用。成果综述于近期通过专家评审，已由《地理学报》接收待刊，秦承志为第一作者，朱良君为通讯作者。 

　　上述研究获得了院先导专项、国家自然科学基金、国家重点研发计划、资源与环境信息系统国家重点实验室的项目资助。 

　　近期文章信息： 

　　1. Wu T, Zhu L-J*, Shen S, Zhu A-X, Shi M, Qin C-Z. Identification of watershed priority management areas based on landscape positions: An implementation using SWAT+. Journal of Hydrology, 2023, 619, 129281.  

　　2. Shen S, Qin C-Z, Zhu L-J*, Zhu A-X. Optimizing the implementation plan of watershed best management practices with time-varying effectiveness under stepwise investment. Water Resources Research, 2023, 59(6): e2022WR032986. 

　　3. Shen S, Qin C-Z, Zhu L-J*, Zhu A-X. From scenario to roadmap: Design and evaluation of a web-based participatory watershed planning system for optimizing multistage implementation plans of management practices under stepwise investment. Journal of Environmental Management, 2023, 342, 118280.  

　　4. 秦承志，朱良君*，申申，吴彤，肖桂荣，吴升，陈芸芝，汪小钦，冯险峰，朱阿兴，陆锋. 基于“模拟—优化”的流域精细治理决策支持方法. 地理学报. doi:10.11821/dlxb202401006（接收待刊） 

　　模块化高性能流域模拟框架SEIMS（Spatially Explicit Integrated Modeling System）的开源代码：https://github.com/lreis2415/SEIMS 

　　图1. 基于“流域系统模拟—情景优化”的流域精细治理决策支持方法框架 

　　图2. 考虑分阶段投资约束的流域管理措施实施路线优化方法