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近年来,受气候变化和人类活动等因素的影响,进入黄河下游河道的径流、泥沙量锐减,导致岸边湿地不断萎缩,湿地生态系统健康受到威胁。研究气候变化和人类活动影响下黄河下游湿地生态系统的变化,对于保护和修复湿地具有重要意义。本文以黄河下游水沙过程及其变异为主线,从宏观方面研究水文一泥沙一植被等因素之间的耦合关系。(1)利用线性回归、累积距平、Mann-Kendall趋势检验等方法,分析花园口1960-2010年径流、泥沙总体变化情况,结果表明：研究时段内,花园口径流、输沙量呈减少趋势,并分别于1990年和1998年发生锐减；水沙年内分配差异较大,1月和2月径流量、输沙量较小,夏秋两季径流、输沙量较大,尤其是7-10月,径流量约占全年总量的47%,输沙量约占全年输沙总量的82.6%。(2)根据黄河流域71个气象站1960-2010年逐日气象资料,采用泰森多边形法探究流域面平均降水、气温和潜在蒸散发,结果表明：面平均降水略呈下降趋势,面平均气温则呈现明显的上升趋势,尤其是上世纪90年代以后；潜在蒸散发呈下降趋势。用相关系数法分析了水沙与气候因子的关系,结果表明：气温对径流、输沙量的影响最大,其次为降水,而潜在蒸散发与径流、输沙量不具有显著相关性；径流、输沙量随着降水量增加而增加,随着气温升高而减少。为了定量预测气候变化影响下的花园口未来水沙变化,本文基于遗传规划法建立了气象--水沙量化关系模型。(3)利用IHA法选取33个与生态有关的水文指标,结合RvA法定量评估小浪底水库建成后对黄河下游水文过程的影响,结果表明：水库运行对年最大流量出现时间、年流量逆转次数、9月平均流量、基流指数的影响较大,其次为年最小流量出现时间、低流量发生次数、7、8月平均流量和最小30日流量；大流量平均延时、2、6、11、12月平均流量、最小7日流量、最大30日流量的改变程度为中等；其余水文指标受调水调沙的影响较小。水库运行后,花园口站月平均输沙量明显减小,汛期输沙量由占全年的83%减少到68%,但6月份的输沙量所占比例明显提高,由2.2%提高到10.9%；非汛期输沙量由占全年的17%提高到32%。(4)受气候变化和小浪底调水调沙等因素的影响,2000年以后,花园口漫滩洪水出现的频率锐减,对湿地自然植被的生长产生了不利影响。本文选取植被覆盖度、生物量为湿地植被生态系统代表因子,基于遗传规划法建立了黄河下游水沙一生态耦合模型,用于定量预测植被未来变化趋势,为黄河下游湿地植被生态系统的保护和修复提供科学依据。