长江上游是指长江源头至湖北宜昌这一江段，它涉及重庆、四川、西藏、青海、云南、贵州等地。长江的源头位于青藏高原腹地，这里地势高亢，空气稀薄，气候恶劣，交通险阻，人迹罕至。长江的正源沱沱河，南源当曲，北源楚玛尔河都发源于此。这三大源流汇合在一起以后，人们称之为通天河。通天河流经青海省玉树地区，这里日照充足，空气清新，河畔有绿茵茵的开阔草滩，是长江流域的重要畜牧区。
中国长江三峡以东的中下游沿岸带状平原。北界淮阳丘陵和黄淮平原，南界江南丘陵及浙闽丘陵。由长江及其支流冲积而成。面积约20多万平方千米。地势低平，海拔大多50米左右。中游平原包括湖北的江汉平原、湖南洞庭湖平原（合称两湖平原）、江西鄱阳湖平原；下游平原包括安徽长江沿岸平原和巢湖平原（皖中平原）以及江苏、浙江、上海间的长江三角洲。
气候大部分属北亚热带，小部分属中亚热带北缘。年均温14～18℃，最冷月均温0～5.5℃，绝对最低气温－10～－20℃，最热月均温27～28℃，无霜期210～270天。农业一年二熟或三熟 ，年降水量1000～1400 毫米 ，集中于春、夏两季。地带性土壤仅见于低丘缓冈，主要是黄棕壤或黄褐土。南缘为红壤，平原大部为水稻土。农业发达，土地垦殖指数高（上海62.1%，江苏45.6% )，是重要的粮、棉、油生产基地。盛产稻米、小麦、棉花、油菜、桑蚕、苎麻 、黄麻等。河汊纵横交错 ，湖荡星罗棋布 ，湖泊面积2万平方千米 ，相当于平原面积 10% 。
两湖平原上 ，较大的湖泊有1300多个，包括小湖泊，共计1万多个，面积1.2万多平方千米，占两湖平原面积的20%以上，是中国湖泊最多的地方 。有鄱阳湖、洞庭湖、太湖、洪泽湖、巢湖等大淡水湖，与长江相通，具有调节水量，削减洪峰的天然水库作用，产鱼 、虾、蟹、莲、菱、苇，还有中华鲟、扬子鳄、白暨豚等世界珍品，水产在中国占重要地位，素称鱼米之乡。是经济最发达的地区之一，有上海市、南京市、武汉市、长沙市、合肥市、南昌市、苏州市、无锡市、常州市、扬州市、南通市、芜湖市、安庆市、九江市、岳阳市、宜昌市等城市。
主要工业有钢铁、机械、电力、纺织和化学等，是重要的工业基地。平原居中国南北和东西交通网的枢纽地带，水陆交通都很发达。长江贯穿中部，成为一条东西向的水运大动脉 ，加上其无数支流，构成一庞大水道网。长江中下游平原在巫山以东的长江及其支流的两岸，被周围低山丘陵(见江南丘陵)交错分割成四部分：两湖平原、鄱阳平原、皖中平原和长江三角洲，面积30万平方公里，海拔在50米以下。长江三角洲在江苏镇江以东，杭州湾以北，通杨运河以南，面积约5万平方公里，海拔多在10以下，素有“水乡泽国”之称，是中国人口最密集的地区之一。
两湖平原以荆江为界，其北称江汉平原，其南为洞庭湖平原。江汉平原主要由长江和汉江冲积而成，自公元1300年前后荆江北堤分流入江汉平原的穴口完全堵塞后，汉江所带泥沙对江汉平原的发育起主要作用,其三角洲即成为江汉平原的重要组成部分。汉江三角洲地势亦自西北向东南微倾，湖泊成群挤集于东南前缘。洞庭湖平原主要则由通过荆江南岸太平、藕池、松滋、调弦（1958年堵塞）四口南下的长江泥沙冲积而成。面积约1万平方公里。大部海拔50米以下，地势北高南低，水网密布，土壤肥沃。
鄱阳湖平原除边缘红土岗丘外，中部的泛滥平原主要是由赣、抚、信、鄱、修等河流冲淤而成，其中又以赣江为主。面积约2万平方公里。地势低平，大部海拔50米以下，水网稠密，地表覆盖为红土及河流冲积物。苏皖沿江平原主要指湖口以下到镇江之间沿长江两岸分布的狭长的冲积平原，其中包括芜湖平原和巢湖平原。平原宽窄相间，江流时束时放，流速平缓；自大通以下，每受江潮顶托，流速更缓，泥沙沉积加强，尤当河道越过岩丘逼岸的矶头后，江流分汊，汊河间出现沙洲。沿江两岸湖泊众多。自镇江以下的河口段发育了长江三角洲。
三角洲以北即为里下河平原。平原为周高中低的碟形洼地。洼地北缘为黄河故道；南缘为三角洲长江北岸部分；西缘是洪泽湖和运西大堤；东缘则是苏北滨海平原。两湖平原以为界，其北称江汉平原，其南为洞庭湖平原。江汉平原主要由长江和冲积而成，自公元1300年前后荆江北堤分流入江汉平原的穴口完全堵塞后,汉江所带泥沙对江汉平原的发育起主要作用,其三角洲即成为江汉平原的重要组成部分。汉江三角洲地势亦自西北向东南微倾，湖泊成群挤集于东南前缘。洞庭湖平原主要则由通过荆江南岸太平、藕池、松滋、调弦（1958年堵塞）四口南下的长江泥沙冲积而成。面积约1万平方公里。大部海拔50米以下,地势北高南低，水网密布，土壤肥沃。鄱阳湖平原除边缘红土岗丘外，中部的泛滥平原主要是由赣、抚、信、鄱、修等河流冲淤而成，其中又以为主。面积约2万平方公里。地势低平，大部海拔50米以下，水网稠密，地表覆盖为红土及河流冲积物。
苏皖沿江平原主要指湖口以下到镇江之间沿长江两岸分布的狭长的冲积平原，其中包括芜湖平原和巢湖平原。平原宽窄相间，江流时束时放，流速平缓；自大通以下，每受江潮顶托，流速更缓，泥沙沉积加强，尤当河道越过岩丘逼岸的矶头后,江流分汊，汊河间出现沙洲。沿江两岸湖泊众多，按其成因有构造湖，也有河迹湖。自镇江以下的河口段发育了长江三角洲。三角洲以北即为里下河平原。平原为周高中低的碟形洼地。洼地北缘为黄河故道；南缘为三角洲长江北岸部分；西缘是和运西大堤；东缘则是苏北滨海平原。
长江中下游平原主要由长江及其支流所夹带的泥沙冲积而成，总面积约20多万平方公里，绝大部分的高度都在海拔50米以下，境内港汊纵横，湖泊密布，向有“水乡泽国”之称。大约距今二三千万年以前，长江自镇江以下的河口还像一个喇叭形的三角港湾，水面辽阔，潮汐很强。在潮水的顶托下，长江带来的泥沙大部分被沉积下来，首先在南北两岸各堆积成一条庞大的沙堤。北岸的一条大致从扬州附近向东延伸直达南通附近。这条沙堤以北主要是古代淮河和黄河所输出的泥沙冲积而成的里下河平原。长江南岸的一条沙堤大致从江阴附近向东南延伸，直到金山的漕泾附近，并同杭州湾北岸的一道沙堤相连接，构成一个包围圈，把三角形港湾围成一个基本上与外海隔开、但还有一些缺口与海洋相通的潟湖，这就是古太湖。后来由于顺着沙堤缺口倒灌的潮水和古太湖上游河流带来的泥沙不断淤积，陆地不断扩大，古太湖日益缩小、分化成目前的淀山湖、阳澄湖等许多小湖。与此同时，长江的泥沙又在沿海一带继续堆积形成新三角洲。如今在上海市区西部，北起嘉定的外冈，经上海县的马桥至金山的漕泾一带，还可以见到一条断续的古贝壳沙带，这就是五六千年以前的古海岸线。这条线以东的土地就是5000年以来由泥沙淤积而成的新三角洲的一部分。如今，上海市东部的南汇嘴以及崇明岛的东端土地还在不断增长之中。
长江中下游平原年均温14～18℃；1月均温0～5.5℃；7月均温27～28℃，绝对最高温可达38℃以上。年降水量1000～1500毫米，季节分配较均，但有“伏旱”。无霜期210～270天，10℃以上活动积温达4500～5000℃。该区域属亚热带季风气候，冬季温和少雨，夏季高温多雨。春夏季降水较多。每年6至7月受夏季风和北方冷空气的影响，形成“梅雨”，出现长时间的连阴雨天气。梅雨季节时间的长短受“江淮准静止锋”的影响大。梅雨季节过后受西太平洋副热带高压影响，且少台风活动，会形成“伏旱”。
长江三角洲地区河渠交叉，河道相连，水系发达。由于平原地区水位落差小，流速不大，受水利工程的高度控制和闸门启闭及引排水的影响，水流流向不定。河湖除承受当地地表水径流外，还承受上游15个省区面积约200万km^2范围的来水。大水年份，长江三角洲就是上游各水系的洪水走廊，由于面临海洋，易遭台风暴雨及风暴潮袭击，常出现外洪、内涝或外洪内涝同时并发的水灾；枯水年份，上游来水少，往往造成严重干旱并加剧河湖水质恶化。
另外，部分河流含沙量大，河道淤塞，河床坡降变缓，水库泥沙淤积使泥沙吸附污染物，加重了水环境的污染，增加了开发利用水资源的难度。长江流域处于中国中部；横贯东西，地跨中国地貌的三大阶梯，面积180万平方公里，高度从江源的海拔5400米处降至吴淞口海平面。
流域内面积广大，地貌类型复杂，地面高差悬殊，包括：极高山、高山、中山、低山、高原、丘陵、盆地与平原等各种形态。
按形态成因类型与逐级区划原则，流域内地貌可划分为西部高原高山区（第一大地貌阶梯）、中部中山低山区（第二大地貌阶梯）与东部丘陵平原区（第三大地貌阶梯）。广元一雅安以西的高原高山区，又可再划分为江源高原浅丘区与金沙江高山-峡谷区2个二级地貌区，前者高原面海拔4500-5000米.后者山顶一般3000-4500米.少数是达到5000米以上的极高山区，被冰川所覆盖。 襄樊-宜昌-凯里以西的中部中山低山区，可再划分为北侧的秦巴山地区、南侧的鄂黔山地区与处于此二者之间的四川盆地3个二级地貌区。
前二者高程均在200米左右，后者在1000米以下。东部丘陵平原区，可再划分为北侧的淮阳低山丘陵区、南侧的江南低山丘陵区与二者之间的长江中下游平原区。另外，还可依次划分出若干三级地貌区和四级地貌区，如江汉平原区、洞庭湖平原区、鄱阳湖平原区、巢湖平原区、长江三角洲平原区、汉中盆地区、南阳盆地区、长江三峡高山峡谷区等等。
全流域周边多山地围绕，西有芒康山，北有昆仑山、巴颜喀拉山、秦岭与大别山，南有五岭、武夷山与天目山、在流域内有山地、丘陵、平原等众多的地貌类型，其中山地和丘陵占84.7%，平原占11%。流域地势呈阶梯状向东降低，大致以广元一雅安以东和襄樊－宜昌－凯里一线为界。分为西、中、东三大地貌区。 西部为高原高山区，面积60.19万平方公里，总地势向东南降低，又可分为南北两区：北部为高原浅谷区，高原面高程在4500-5000米。原面上河谷在近期仍有强烈活动。沿江大的活动断裂带常有地震发生。
湖北宜昌以上至江源为长江上游，跨越中国地理的第一级和第二级阶梯。长江发源自唐古拉山冰川，通天河的楚玛尔河口以上各水系为长江源，以下至四川宜宾的长江干流称金沙江，岷江汇入后始称为“长江”。长江干流自岷江口以下至宜昌又称“川江”，在四川盆地南缘和巴东峡谷中穿行。长江上游干流长4529千米，占长江全长的七成以上。
长江中游主河道自湖北省宜昌市至江西省九江市湖口，其中湖北省宜都市至湖南省岳阳市洞庭湖口城陵矶一段，因长江流经古荆州地区，又称荆江。荆江河道曲折，水流迟缓，造成大量泥沙淤积，河床日益抬高，洪水位可高出地面10多米，是长江最易泛滥的河段，有“万里长江，险在荆江”的说法。为了减轻洪水的威胁，建成了荆江分洪工程、裁弯取直工程。
长江中游沿岸的武汉是中国中部最大的城市，也是中国中部地区工业、金融、商业、科学、文化教育中心。
长江自江西九江湖口以下至长江口为下游，过九江进入安徽境内的一段又称“皖江”，大致为东北流向，直至江苏南京才转折向东进入镇江、扬州，因此该段右岸的广大地区自古又称江东。这一段河道在皖南、皖中、宁镇丘陵与北岸平原之间蜿蜒，右岸常有临江的石矶，河床在石矶处变窄然后又展宽，形成宽窄相间的藕节状河床。铜陵大通以下江段受海潮影响，水势和缓，沙洲显露。主要支流有青弋江—水阳江、滁河、秦淮河等。
长江从镇江至长江口长约312公里，这一段即将入海的河道因古代有扬子津渡口，因而又称“扬子江”。江阴以下江段又称河口段，江面在江阴附近仅宽1200余米，向东迅速展宽呈喇叭状，长江口江面宽达91公里。京杭运河在扬州、镇江与长江相交，淮河水量的80～90％经京杭运河汇入长江北岸。江南的太湖是中国第三大淡水湖，流域河网密布，组成了庞大的灌溉系统和内河水运网。湖水除少量经江阴、太仓的一些河道流入长江外，绝大部分水流向东经长江最后一条重要支流黄浦江汇入长江。
长江每年挟带约4.86亿吨泥沙入海，形成的长江三角洲西端以镇江、扬州为顶点，北至通扬运河，南抵杭州湾，大茅山、天目山为西南界，包括江苏、浙江两省部分地区和整个上海市，面积达4万平方公里，是一片坦荡的大平原，只有少数小山丘像孤岛一样矗立在平原之上。这里海岸线平直，海水黄浑，有一条宽约几公里到几十公里的潮间带浅滩。三角洲自全新世以来年均向海推进约40米。
长江下游有中国最大的国家中心城市上海市、长江流域第四大区域中心城市南京市两座中心城市。
长江的源头至湖北省宜昌市之间为上游，水急滩多；宜昌至江西省湖口县为中游，曲流发达，多湖泊（鄱阳湖最大，洞庭湖次之）；湖口以下至入海口为下游，江宽，江口有水流堆积而成的崇明岛。长江水量和水利资源丰富，盛水期，万吨轮可通武汉，小轮可上溯宜宾。长江流域是中国人口密集，经济最繁荣的地区。
长江中下游平原在巫山以东的长江及其支流的两岸，被周围低山丘陵(见江南丘陵)交错分割成四部分：两湖平原、鄱阳平原、皖中平原和长江三角洲，面积30万平方公里，海拔在50米以下。长江三角洲包括江苏镇江以东，钱塘江、杭州湾以北，通扬运河以南的地区，面积约5万平方公里，海拔多在10米以下，素有“水乡泽国”之称，是中国人口最密集的地区之一。该地区的气候为北亚热带季风气候，自古以来旱涝灾害多发。
长江水量巨大，即使在上游地区，平均流量超过1982立方米/秒(70,000立方英尺/秒)。在支流雅砻江汇流后，长江流量急剧增加，平均接近5493立方米/秒(194,000立方英尺/秒)。再往下游，长江接纳众多支流，流量逐渐增加，在宜昌附近三峡末端达到14,980立方米/秒(529,000立方英尺/秒)，在汉口附近达到23,984立方米/秒(847,000立方英尺/秒)，而在南京附近达到31,149立方米/秒(1,100,000立方英尺/秒)。长江口平均流量约为33,980立方米/秒(1,200,000立方英尺/秒)，而年注入大海的总水量为1,072立方公里(244立方英里)，使长江流量在世界河流中位居第三。
中国长江和钱塘江在入海处冲积成的三角洲。包括江苏省和上海市东南部、浙江省东北部。是长江中下游平原的一部分。面积约5万平方千米。
三角洲顶点在镇江市、扬州市一线，北至小洋口。南临杭州湾。海拔多在10米以下，间有低丘（如惠山、天平山、虞山、狼山等）散布，海拔200～300米。长江年均输沙量4～9亿吨，一般年份有28%的泥沙在长江中沉积，个别年份高达78%，三角洲不断向海延伸。长江以南常州市、常熟市、太仓市、金山县一带的古沙嘴海拔多为4～6米；长江以北扬州市、泰州市、泰兴市、如皋市一带的古沙嘴海拔7～8米。
江南和江北的古沙嘴是冰后期最高海面稳定后逐渐发展起来的，到距今约2000年时北岸沙嘴伸到廖角嘴，南岸沙嘴随长江主流向东南延伸与钱塘江口沙嘴相连，泥沙继续堆积，1958～1973年平均每年前移148米。属北亚热带季风气候，雨量充沛，水道纵横，湖荡棋布，向有水乡泽国之称。土地肥沃，农业产水稻、棉花、小麦、油菜、花生、蚕丝、鱼虾等，是中国人口最稠密的地区之一。在长江下游和沪宁线两旁有许多重要城镇，如上海市、苏州市、常州市、无锡市、镇江市、扬州市、泰州市、南通市等。其中，上海是中国最大的工商业城市，世界著名的外贸港口，苏州、无锡等是风景游览地和新兴的工业城市。
长江上游除成都平原外，东至三峡地区，西北至甘孜、阿坝境内，西南至安宁河、雅砻江流域，均有遗址发现，初步统计约数十处，其中最著名的属巫山大溪文化遗址，经1959年和1975年两次发掘，共发掘墓葬214座，出土器物有石斧、石镜、石凿、网坠、鱼钩、箭链、纺轮等生产工具；釜、罐、曲腹杯、碗等生活用具，还有耳坠、抉等装饰品，代表了新石器时期从中期到晚期3个不同的发展阶段。
长江中游的新石器时代遗址几乎遍布江汉地区，尤其是以江汉平原分布为密，仅湖北已发现的新石器时代遗址就有450多处，经发掘和试掘的有60多处，多集中分布在汉江中下游和长江中游交汇的江汉平原上。早中晚期文化特征都具备的屈家岭文化，以薄如蛋壳的小型彩陶器、彩陶纺轮、交圈足豆等为主要文化特征，还出土有大量的稻谷及动物遗骸，畜牧业也相应发展。饲养的动物种类增多，并已有了渔业。该文化的影响范围甚广。
位于长江中游的江西万年仙人洞、吊桶环遗址有着从旧石器时代晚期过度到新石器时代早期完整而清晰的地层堆积。特别是20世纪90年代中美合作农业考古，在遗址新石器早期地层中，发现了距今1万年前的水稻栽培稻植硅石，把世界水稻栽培种植的历史提前了1万年，成为已知世界最早的水稻栽培稻起源地之一。同时，该地层中还发现了距今17000年前发展有序的大量原始陶片，是世界已知的最早原始制陶的发源地。
长江下游的新石器时代文化序列可以河姆渡文化、马家浜文化和良渚文化为代表。位于杭州湾附近浙江余姚的河姆渡文化遗址发现于1973年，曾先后两次发掘，出土的约7000件珍贵文物中，有成堆稻谷、稻壳遗存，出土大量“骨耜”，证明已脱离“火耕”，开始用骨耜翻地；还出土了大片木构建筑，已出现榫卯，是迄今已知最早的“干栏式”木构建筑。
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