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本文选取黄河中游北洛河流域5个水文站，采用M-K秩相关分析法、Pettitt检测法、Rank-sum检测法、集中期和集中度分析法、流量历时曲线等方法，分析了流域近50年来径流和泥沙的年际波动、年内分配、演变趋势，探讨了不同地貌区水沙关系及其对水土保持措施与退耕还林工程的响应差异，量化了气候变化和人类活动对流域水沙变化的影响。初步探索水沙要素在不同地貌-植被组合的异同，为水土保持措施科学评价和流域生态环境建设提供科学依据。研究结果表明：(1)流域多年平均径流量和输沙量，均表现为丘陵沟壑区最大，高原沟壑区居中，林区最小。输沙量在林区/非林区流域间的差异，显著大于丘陵沟壑/高原沟壑区间的差异。径流年内分配过程线，非林流域高瘦、陡峭，林区流域矮胖、平缓、滞后，集中期相差近一个月。输沙年内分配，无论地貌和植被差异，均高度集中。(2)近50年来，林区流域年、春、夏、秋、冬径流量均呈不显著减少趋势；丘陵沟壑区和高原沟壑区冬季径流量呈不同程度的增加趋势，其余时段呈显著减少趋势。除受极端降雨事件影响的张村驿外，无论地貌和植被差异，流域年输沙量均呈显著减少趋势。非林区径流突变的时间与输沙较为同步，流域间径流或输沙突变时间也较为一致，而非林区间则差异较大。根据径流量和输沙量普遍的突变时间和流域内水土保持措施状况，将整个研究时段分为1980年以前、1980~1999年及2000年以来三个时期（简称为前期、水土保持措施期、退耕期）。(3)水沙线性关系的密切程度和一次项系数，非林区远高于林区。随着水土保持措施和退耕还林工程的开展，不论地貌-植被差异，流域水沙关系和一次项系数均出现不同程度的削弱，在退耕期尤为明显。(4)在水土保持措施期，以降雨为主的气候变化对径流变化的贡献率为57%~84.1%，人类活动对输沙变化的贡献率为64.1%~105.4%，退耕期人类活动的累积效应逐渐加强，其对径流和输沙变化的贡献率分别提高到73.7%~81.8%、88.1%~105.3%。人类活动对流域水沙变化的影响程度，与地貌和植被不同无关，均呈逐渐增大趋势。