摘要
自由流动的河流支撑着全球多样、复杂和动态的生态系统，提供重要的社会和经济服务。基础设施建设威胁着这些河流所支持的生态系统进程、生物多样性和服务。在这里，我们评估了全球1200万公里河流的连通性状况，并确定了那些在整个长度内保持自由流动的河流。在长度超过1000公里的河流中，只有37%的河流全长保持自由流动，23%的河流不间断地流入海洋。超长ffr在很大程度上仅限于北极、亚马逊和刚果盆地的偏远地区。在人口密集的地区，只有几条非常长的河流仍然自由流动，比如伊洛瓦底江和萨尔温江。大坝和水库及其上游和下游破碎传播和流量调节是河流连通性丧失的主要原因。通过应用一种新方法来量化河流连通性并绘制ffr地图，我们为协调一致的全球和国家战略来维护或恢复它们提供了基础。
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数据可用性
全球河网的几何数据集和每条河段的相关属性信息，即所有压力指标(DOF、DOR、SED、USE、RDD和URB)的值，以及本研究的主要结果，即CSI、主要压力因子和FFR状态的值，均可在以下地址获得https://doi.org/10.6084/m9.figshare.7688801在CC-BY-4.0许可证下。该数据集可以与已发布的源代码一起使用(参见“代码可用性”)，以重新计算主要研究结果，并运行现有和新的场景。由于许可证问题，计算DOF、DOR和SED指标所需的大坝数据库不在数据存储库中，但可在http://www.globaldamwatch.org．支持研究的原始数据，即道路、城区、用水、瀑布、侵蚀数据和漫滩信息的原始数据集及其来源汇总在扩展数据表中1．Figs的附加高分辨率地图。1- - - - - -3.可于http://www.hydrolab.io/ffr．
代码的可用性
本研究中使用的主要工具、脚本和算法的源代码可在GNU通用公共许可证v3.0下获得https://github.com/ggrill/Free-Flowing-Rivers．其他过程和GIS步骤(如方法中所述)是手动执行的，因此不是代码存储库的一部分。
改变历史
2019年7月24日
本文的修正案已经发表，可通过论文顶部的链接访问。
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确认
本研究的部分资金由世界自然基金会(WWF)、加拿大自然科学与工程研究理事会(NSERC Discovery Grant RGPIN/341992-2013)和加拿大蒙特利尔麦吉尔大学(Québec)提供。
审核人信息
自然感谢Edward Park, N. LeRoy Poff和其他匿名审稿人对本工作的同行评审所作的贡献。
作者信息
作者及隶属关系
贡献
g.g.， B. Lehner, m.t.， B.G.和D.T.领导并设计了这项研究。G.G.和B.雷纳进行了分析。g.g.， B.雷纳，m.t.， c.n.， K.T.和C.Z.撰写了手稿的初稿，并听取了所有其他作者的意见。m.t.， b.g.， d.t.， C.R.L, J.S.和K.T.对手稿进行了修改和编辑。Z.H, j.m.， C.N, J.D.O, P.P.和L.S.就碎片化指标的设计和实施提供了建议。p.b.， h.e.m.， m.g.， R.J.P.S.和F.T.就沉积物指示器的设计和实施提供建议。m.t.、b.g.、j.h.、m.e.m.、J.J.O.和P.S.撰写了政策建议和结论。F.a, s.b, h.c, r.f, s.s.r。P.H.V.对案例研究的设计、实施和验证做出了贡献。p.b.， l.c.， b.p Lip, m.m.， A.v.S.和C.Z.为分析提供了基本的数据层。
相应的作者
道德声明
相互竞争的利益
作者声明没有利益竞争。
额外的信息
出版商的注意:施普林格自然对出版的地图和机构从属关系中的管辖权主张保持中立。
扩展的数据图形和表格
扩展数据图1映射ffr的工作流程
定义和评估个别河流河段CSI的方法步骤(步骤1-5)和用于评估整个河流自由流动状态的决策树(步骤6及以下)。
扩展数据图2本研究中使用的河流相关概念概述示意图。
一个- - - - - -c，基线河网由单个“河段”(1-32英寸)组成一个)，定义为由汇合点(黑点)分隔的线段。河段可以根据“主干”排序系统聚合成“河流”，该系统将河段划分为各种高级河流的主干或支流(b)．按照这个系统，河流网络可以划分为不同的河流(1-16英寸)c)，定义为河流从源头到主河道出口或从源头到与下一级河流汇合处的连续延伸。d，各河流河段的CSI值，由我们的模型计算。如果某一数值等于或高于CSI阈值(95%)，则河流河段的连通性状态良好;如果它低于阈值，则声明它受到影响。e，如果整条河(定义为c)具有良好的连接状态，则定义为FFR(蓝色)。一条河流可以部分高于CSI阈值，因此相邻的延伸可以具有良好的连通性状态(绿色)。
扩展数据图3 DOF计算的概念方法和河流实例的可视化。
一个，b， DOF指数范围从0%(无碎片影响)到100%(完全碎片)，并显示为概念方法(一个)和河流例子(b)所示的颜色编码b．这是根据与屏障位置相连的所有河流的上游和下游方向计算的(但屏障下游主干的支流不受影响)。在流量与屏障站点相似的连通河段，这种影响最大，随着河流大小的逐渐不同(即下游方向较大或上游方向较小)，这种影响逐渐减小。c， DOF衰减函数，由专家组考虑和评估。
扩展数据图4用于计算SED的方法示意图。
SED范围为0%至100%，用于评估上游大坝对任何河段沉积物连通性的改变程度。一个、河流网络，包括个别河流的河段和PSL范围。b， SED，它解释了支流对河网总泥沙收支的相对贡献，以及它对纵向泥沙连通性变化的响应。
图5压力指标空间分布及震级。
一个- - - - - -f，个别指标在其发生范围内，在0%至100%之间。配色方案是非线性的，并且在指示器之间有所不同。蓝色阴影表示压力值为0%的河流河段的流量大小(即，较深的阴影表示较大的河流)。
图6 CSI值和阈值的敏感性分析。
一个， CSI范围的平均CSI标准偏差。b，在不同CSI阈值下正确分类的基准ffr数量。
权利和权限
关于本文
引用本文
格尔，G.，雷纳，B.，泰姆，M.。et al。绘制世界上自由流动的河流。自然569， 215-221(2019)。https://doi.org/10.1038/s41586-019-1111-9
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DOI：https://doi.org/10.1038/s41586-019-1111-9
这篇文章被引用
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大肠菌群污染在沿杰勒姆河流域沿克什米尔喜马拉雅主要流域的测绘
环境科学与污染研究“，（2023）
