近70年来不同地貌和植被类型区水沙特征演变及其对生态恢复的响应

Hydrologic and sediment responses to ecological restoration in different geomorphological and vegetation type areas in past 70 years

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摘要黄土高原水土流失治理和退耕还林(草)等生态环境建设,对不同植被类型区和治理度下的水沙过程均产生了深刻的影响.以北洛河流域为例,基于1952-2019年实测水文数据,采用水文统计法,对比分析了上、中、下游等不同地貌和植被类型区生态恢复对水沙数量、径流调节、影响因素贡献等的影响及其差异.结果显示:(1)上、中、下游年均径流深分别为30、23、21 mm,产沙量为0.6、0.05、-0.02亿t.中游年均产流量占流域总水量的51％,上游年均产沙量占流域总沙量的90％以上.(2)上、中、下游径流深极显著减少,减少率分别为-0.28、-0.16、-0.43 mm/a;上游产沙量以0.02亿t/a速度极显著降低,中、下游产沙量不显著减少.(3)上、中、下游的削洪、补枯程度逐年代增加,与20世纪60年代比,21世纪10年代洪水期流量(Q5)分别减少了 63％、45％、60％,上游枯水期流量(Q95)增加了 68％,中游20世纪80年代枯水期开始产流.(4)与20世纪60年代比,上、中、下游21世纪10年代人类活动对产流量减少的贡献率分别为94.7％、26.7％、60.7％,而对产沙量减少的贡献率均大于85％.结果表明,植被盖度低但生态恢复程度大的上游,主要受人类活动因素影响,产流产沙量极显著减少,径流调节程度较高,产沙量越集中于暴雨过程;植被覆盖程度高但生态恢复程度小的中游,主要受气候因素主导,产流量明显减少,产沙量微弱降低,径流调节程度弱.水沙数量变化大小及径流调节功能程度,不仅受植被恢复程度的影响,还决定于区域植被盖度的大小.研究可为理解黄土高原的生态水文过程提供理论支撑.