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黄土高原中部的泾河流域是世界上水土流失最严重的地区之一,长期以来不合理的土地利用和地表植被的破坏,影响了区域水文循环和水量平衡,导致水资源减少,限制了经济和社会的可持续发展。本文以泾河水系的东川流域为例,基于1980-2005年的气象、水文观测数据,分析了东川流域在过去25年中气候变化和径流变化。然后,应用分布式生态水文模型SWIM(Soil and Water Integrated Model)模拟了植被变化对东川流域径流的影响,气候变化在过去20年的流域径流变化中的作用。主要研究结果如下:(1)气候变化东川流域年均降水量为474.7mm,主要集中在7、8、9月,这3个月降水量占年降水量的58.7%。在1980-2005年间年降水量没有明显趋势性变化,但年平均气温上升显著升高,其上升速率为0.3℃/10a,小型蒸发皿蒸发也显著增加,增加速率为111.8mm/10a。(2)径流变化年径流深26.7mm,以汛期径流为主,汛期(5-10月)径流深为20.2mm,占年径流深的75.9%,是非汛期(11月-次年4月)的3.2倍。汛期径流深变化趋势与年径流深一致,而非汛期径流深有微弱下降。(3)模型率定与检验硬用SWIM模型模拟东川流域径流可以得到较好的效果,其率定期间(1993-1996年)的效率系数E为0.51,相对误差为-11%;检验期间(1997-2000年)的效率系数E为0.51,相对误差为-9%,因此率定后的SWIM模型能够较准确地模拟东川流域的月降雨-径流。(4)过去20年土地利用变化对流域径流变化的贡献1993-2000年的平均年径流深较1980-1986的平均年径流深增加6.3mm,主要是由土地利用变化引起的,其贡献率为+141.9%,而气候变化贡献率为-44.0%。(5)植被变化的径流影响高覆盖度草地与森林的产水能力相当,占流域面积10%的高覆盖度草地造林后,流域年径流深仅减少0.01mm(针叶林)和0.08mm(阔叶林),减少0.2%(针叶林)和1.2%(阔叶林)。低覆盖度草地造林后流域径流大幅下降,占流域面积10%的低覆盖度草地变为高覆盖度草地、针叶林和阔叶林后,流域年径流深分别减少8.0mm、8.2mm和6.7mm,减少了29.9%、30.4%和25.0%。冬小麦与玉米的产水能力几乎没有差异,占流域面积10%的冬小麦变为玉米后年径流深仅减少0.2mm,减少0.6%。土地利用对径流变化影响主要发生在夏季,如在低覆盖度草地上造林后流域径流减少量的70%发生在夏季。不同年份土地利用变化对径流的影响是降水量愈大,其年经流变化愈大,降水量愈小,径流变化愈小,但是相对变化大。