气候变化与人类活动对河流水沙变化的影响一直是水文研究的热点问题。定量分析气候与人类活动对河流水沙变化的贡献率,可以为流域内土壤侵蚀治理、土地利用和功能调整等提供科学的依据。本文选择赣江上游的桃江流域作为研究区,根据流域内的Landsat TM/OLI遥感影像数据、降水数据和水沙数据,运用“3S”技术和数理统计分析等方法,采用Mann-Kendall趋势分析、Sen斜率估计、Mann-Kendall突变检测、滑动T检验、累积距平、土地利用类型动态度、转移矩阵、景观指数、相关分析、双累积曲线等方法,分析了该流域61a平均降水、极端降水的动态变化、土地利用时空变化及其随地形因子的分异变化、土地利用景观格局动态变化,降水、景观格局与水沙的相关关系,筛选了表征降水数据最优的降水指标,进而定量分析了降水与土地利用对流域径流输沙变化的贡献率。主要结论如下:(1)61a间桃江流域的年均降水、汛期降水、春季降水、夏季降水、秋季降水、冬季降水和降水强度均呈现不显著的增加变化趋势,极端降水指标:中雨天数、大雨天数、暴雨天数、中雨雨量、大雨雨量、暴雨雨量、最大日降水量、连续五日最大降水量则都呈现较为显著的增加变化趋势。(2)桃江流域主要的土地利用类型是耕地与林地,二者之和在1987年、1997年、2007年、2017年分别占据流域总面积的97.69%、97.52%、95.07%、93.23%。自1987年以来,桃江流域耕地面积一直在减少,主要转化为林地、草地和建设用地。在99-300m、平地(坡度0°-5°)、半阴坡(坡向22.5°-112.5°,292.5°-337.5°)区域中土地利用类型分布最为丰富多样。耕地、林地为流域优势斑块,其中林地的分布相比其他地类更加集中和成片;而草地的分布则最为分散,连通性低、破碎度高。耕地受到人类活动的干扰较大,其面积持续减少、连通性降低而破碎度增加。林地草地由于耕地的转化,其连通性增强,分布趋于集中,破碎度降低。建设用地的斑块面积、数量都有大幅增加,同时其联通性也随之逐年增强,规划相对集中。流域内景观的结合度、聚集度、连通性及延展性降低,而破碎度增加,其景观越来越多样,分布越来越趋于均匀。(3)整个研究区间内,逐年径流与汛期径流都呈现略微的减少变化趋势,而逐年输沙与汛期输沙则呈现较为显著的减少变化。2004年为桃江流域输沙变化的突变点,以此为界将整个研究区间分为两个变化阶段:1957-2004年的基准期和2005-2017年的变化期(治理措施期)。在变化期,年均径流与汛期径流相比基准期分别减少了47.93×10~8m~3、63.23×10~8m~3,而年均输沙与汛期输沙则分别减少了869.2×10~4t、655.1×10~4t。在基准期内,逐年径流、汛期径流、逐年输沙、汛期输沙与各降水指标之间的相关系数介于-0.2~0.95之间,而在变化期内逐年径流、汛期径流、逐年输沙、汛期输沙与各降水指标之间的相关系数则是介于-0.25~8.88之间;表明在基准期内径流输沙受降水的影响较多,到变化期径流输沙则受到降水与人类活动的双重影响。在整个研究区间、基准期、变化期内,春季降水是与径流输沙相关性综合最强的降水指标。流域径流与景观格局指数DIVISION呈显著负相关;输沙与LSI、COHESION、CONTAG、AI呈显著正相关,与SHDI、SHEI呈显著负相关,流域土地利用景观越多样,分布越均匀,则地表的阻水阻沙能力越强。(4)以春季降水作为表征降水的最佳指标来分析降水与人类活动对流域水沙变化的贡献率。结果显示,在变化期土地利用对径流减少量的贡献率稍高于降水的贡献率为56.81%。汛期径流减少量的主要影响因素则为土地利用变化,其贡献率为81.79%。土地利用对输沙减少量的贡献率远大于对径流减少量的贡献率,是流域输沙减少的主要影响因素,其对逐年输沙、汛期输沙减少量的贡献率分别为92.71%、92.97%。