京杭大运河全长1794km，具有2500多年的历史，在中国历史上发挥了政治、经济、军事、文化交流等重要作用，至今济宁以南1100多公里的航道仍在被利用。但目前运河存在着的生态环境现状不良、人文环境关注度不足的问题。南水北调东线工程的实施和京杭大运河申请世界文化遗产，为大运河生态环境的保护提供了新的机遇和挑战。开展京杭大运河沿线生态环境变迁研究，对京杭大运河区域及沿岸城市的经济可持续发展具有现实意义。 本文通过野外调查，结合历史文献，以遥感数据为基础，进行土地利用解译和植被反演，分析了京杭大运河两岸60km范围内的土地利用结构变化和植被分布、年内变化及年际变化现状；以京杭大运河徐州段为例，采用遥感数据进行解译和温度反演，提出不同年代区域森林覆盖率和区域平均温度变化定量关系式；运用RegCM3气候模型对不同区域地表温度的模拟，探讨各区域多年平均气温和森林覆盖率关系；以京杭大运河扬州段为例，通过将河口、河道、运河变迁和城市演变相结合，分析扬州城市自形成之初至2006年2500年来的空间演变；以京杭大运河北京段为例，提出了历史文化遗产类环境评价构成要素及新的综合环境评价模型。具体研究内容及结果简述如下：
本文通过野外调查，结合历史文献，以遥感数据为基础，进行土地利用解译和植被反演，分析了京杭大运河两岸60km范围内的土地利用结构变化和植被分布、年内变化及年际变化现状；以京杭大运河徐州段为例，采用遥感数据进行解译和温度反演，提出不同年代区域森林覆盖率和区域平均温度变化定量关系式；运用RegCM3气候模型对不同区域地表温度的模拟，探讨各区域多年平均气温和森林覆盖率关系；以京杭大运河扬州段为例，通过将河口、河道、运河变迁和城市演变相结合，分析扬州城市自形成之初至2006年2500年来的空间演变；以京杭大运河北京段为例，提出了历史文化遗产类环境评价构成要素及新的综合环境评价模型。具体研究内容及结果简述如下：
（1）以遥感反演植被指数，结合MODIS-NDVI和SPOT/VEGETATION
NDVI序列植被指数，探讨了京杭大运河两岸60km范围内的植被分布、年内变化及年际变化。结果表明，大运河沿线植被覆盖总体呈增加趋势，植被指数最高值为0.42出现在8月份，最低值为0.18出现在1月份。
（2）以京杭大运河徐州段为例，对徐州地区不同时期同一月份的遥感数据进行解译和温度反演，获得各土地利用类型及各区域平均温度，提出了区域森林覆盖率和区域气候变化定量关系。研究表明，区域温度变化和林地覆盖变化密切相关，且1987年8月11日区域最高与最低温度差为0.98℃。其遥感影像反演各区域多年平均温度与森林覆盖率关系式为：y=-0.2132x+25.769；2006年8月11日区域平均最高温度为29.61℃，最低为26.37℃，区域间最高温度与最低温度差异为3.24℃，这不仅反映了城市化带来的热岛效应对局部区域极端温度和平均温度的影响，同时也反映了森林覆盖率变化对区域极端温度和平均温度的双重影响。遥感影像反演各区域多年平均温度与森林覆盖率关系式为：y=-0.1044x+30.649。
运用RegCM3气候模型，对不同间隔期（1960-1967年间，1990-1997年间）区域地表温度的模拟表明，1960-1967年间各区域间多年年平均气温介于13.6℃-14.1℃之间，低于1990-1997年间各区域间多年年平均气温（13.5℃-14.5℃）。1990-1997年间最高区域多年平均温度较1960-1967年间升高0.4℃，最低区域多年平均温度较1960-1967年间低0.1℃。1960-1967年间徐州市各区域多年平均气温和森林覆盖率负相关，森林覆盖率每增加10%，区域多年平均气温降低0.68℃左右，函数关系式为y=0.0201x2-0.3791x+15.398,
R2=0.67，各区域间多年年平均气温介于13.6℃-14.1℃之间。1990-1997各区域多年平均气温和森林覆盖率负相关，森林覆盖率每增加10%，多年平均气温下降0.75℃，函数关系式为y=-0.0747x+15.229,
R2=0.90，在全球气温升温情形下，徐州市各县区多年森林覆盖率的增加，对于应对全球变暖、控制区域气候变暖具有重大意义。
（3）以京杭大运河扬州段为例，运用3S技术和城市历史地理学研究成果，通过将河口、河道和运河变迁和城市演变相结合，分析了扬州城市自形成之初，历经春秋、汉代、东晋、唐代、明清至今2006年2500年来的空间演变，并深入探讨这种演变的驱动力因素，为城市历史地理学的研究探索了一种新方法。由于长江河道北岸大量泥沙淤积的南移带来城市变迁，通过3S技术复原的不同历史时期的长江河道与邗沟运河的演变过程，得出2000多年间扬州附近长江河道水域面积缩减了663km2，城市面积由最初的317km2增加到2006年的980km2，年平均淤积面积最高达0.49km2，而运河在这期间发生了四次较大的变化，入江位置也南移了20km。结果表明，扬州城市演变受多种因素影响，其中气候因素是大背景，长江河道和运河水系变化起主导作用，而且运河对城市的影响贯穿始终，城市的发展始终朝向运河的方向拓展，即使城市缩小了也依然邻近运河的方向。总体上看，唐代之前，受自然因素影响较多，唐代之后受人文因素影响较多。
大运河（Grand Canal）是中国东部平原上的伟大工程，是中国古代劳动人民创造的一项伟大的水利建筑，为世界上最长的运河，也是世界上开凿最早、规模最大的运河。大运河始建于公元前486年，包括隋唐大运河、京杭大运河和浙东大运河三部分，全长2700公里，跨越地球10多个纬度，地跨北京、天津、河北、山东、河南、安徽、江苏、浙江8个省、直辖市，纵贯在中国华北大平原上，通达海河、黄河、淮河、长江、钱塘江五大水系，是中国古代南北交通的大动脉，至今大运河历史延续已2500余年。2014年6月22日，中国大运河在第38届世界遗产大会上获准列入世界遗产名录，成为中国第46个世界遗产项目，包括中国8个省、直辖市，27座城市，大运河河道遗产27段，以及运河水工遗存、运河附属遗存、运河相关遗产共计58处遗产点，河道总长度1011公里。大运河充当中国漕运的重要通道历时1200多年。清代中叶后，山东北运河淤塞。道光五年（1825年）江南粮米便改由海运至天津，再转北京。1911年津浦铁路通车，大运河就逐渐湮废。到1949年前山东境内河段和中运河已不能通航。里运河水位不稳，时常决堤成灾。1949年后对里运河进行了全面整治，兴建船闸和节制闸，并开辟新河道使河湖分开。在里运河的南段开辟瓦铺至六圩港间的入江新航道，缩短了与江南运河间的航程。中运河也经过拓浚和改建。为便利徐州煤炭南运，沿微山湖西侧辟了新航道。江南运河原由镇江市区入江，由于河道狭窄淤浅，已改由谏壁口入江，在谏壁建有大型船闸控制水位。京杭大运河作为南北的交通大动脉，历史上曾起过“半天下之财赋，悉由此路而进”的巨大作用。运河的通航，促进了沿岸城市的迅速发展。
世界十大运河依长度排名分别为京杭大运河、伊利运河、阿尔贝特运河、苏伊士运河、莫斯科运河、伏尔加河-顿河运河、基尔运河、约塔运河、巴拿马运河、曼彻斯特运河。其中京杭大运河为最长，工程最大。各大运河为人工开凿，对生态必然存在很大影响。首先，开凿运河必然导致水域联系，造成水环境改变，不管是水温、盐度还是化学成分都会改变。其次，水文条件会影响植被、土壤以及生物多样性的，植被组成、土壤质地、物种种类及数量等都会出现显著或细微变化。再次，人工开凿会破坏地貌地质条件，对地表造成短期或长期的影响，影响程度不可预知。最后，开凿运河增加了人为活动，从而间接改变广域生态系统以及大气环境，进而改变整个生态环境。
