北江作为珠江的第二大支流,主要分布在广东省北部地区,其生态环境较为脆弱,在承接珠三角产业转移时,必然会对土地覆盖、水量、水质等带来较大影响。同时,北江作为广州和佛山的重要水源地,在防洪、发电、灌溉和航运等方面也发挥着巨大的社会经济作用。从流域尺度研究土地覆盖和气象条件变化,同时认识北江流域径流及泥沙变化规律,将对该区域水量平衡和合理开发利用水资源有着重要意义,可为流域管理提供科学准确的数据支持。本次研究成功建立了北江流域的SWAT水文模型,分析了土地覆盖与气象条件变化的水文响应,同时使用CA-Markov模型预测流域土地覆盖变化,并作为输入对北江流域的水文特征进行了预测,主要研究成果如下:①以GIS为支撑,参考已有研究成果,成功建立了北江流域SWAT模型的空间和属性数据库。率定结果说明SWAT模型在类似北江流域的亚热带季风性气候的丘陵地带具有较好的适用性。②北江流域主要土地覆盖类型为混交林地、常绿林地、草地和耕地。2003-2008年间,常绿林地、湿地的面积明显减少;混交林地、耕地增加面积较大;草地、城镇和建成区的面积基本保持不变。主要的土地覆盖变化为常绿林地、草地、混交林地之间的转换,草地流失为耕地面积也较多。土地覆盖变化较强的子流域为:滨江、滃江、绥江、浈江、北江干流区,这些区域的地势较低且坡度平缓,且集中在流域下游靠近经济发达的珠江三角洲的地区,说明人类活动对土地覆盖变化有较为明显的影响。③北江流域的中部地区雨水资源较为丰富,并呈现向外递减的趋势,这与产水量、产沙量的分布图有较高的相似性。降雨重心有向南偏移趋势。土地覆盖变化与气象条件变化分别对径流变化的贡献率为14.55%和87.27%,说明气象条件变化才是径流变化的主要因素。土地覆盖变化与气象条件变化分别对产沙负荷变化的贡献率为10.81%和82.84%,说明气象条件变化仍然是产沙负荷变化的主要因素。④总产流负荷与总降雨量呈强显著正相关,与平均日辐射呈弱显著负相关;降雨量为径流变化的主要因素。产沙负荷与总降雨量有较弱的显著正相关,与日均气温有较弱的显著负相关。根据SWAT模型模拟结果,在研究区北江流域,总体产流能力排名为:湿地>耕地>草地>混交林地>常绿林地,说明北江流域的林地对水分涵养有较好作用;北江流域产沙能力排名为:混交林地>草地>常绿林地>耕地。⑤使用CA-Markov模型对北江流域土地覆盖变化进行预测,并作为模型输入以预测2016-2020年北江流域水文状况,预测显示平均产流与产沙负荷较2006-2010年增长了0.15%与6.2%。