河龙区间是黄河水沙的主要来源地区,也是黄河流域内水土流失最为严重的地区,因此成为黄河流域治理的重点区域。近100年来,河龙区间的水沙发生了较大的变化,为探究发生这些变化的驱动因素,本研究选取气温降水、人口数量、耕地面积、植被覆盖度和水土保持措施等因素,运用树木年代学、Mann-Kendall突变检验、经验模态分析、Pettitt突变检验、双累积曲线、累积距平法、有序聚类和主成分分析等分析方法,对河龙区间1919-2016年气候变化、人类活动和水文序列进行了趋势分析和突变检验,以此为依据将水文序列划分为5个阶段,进一步分阶段分析气候变化、人类活动与水沙变化的协同演进规律,并运用主成分分析的方法计算社会因素和自然因素对水沙变化的贡献率。主要结论如下:(1)重建了河龙区间近100年植被覆盖度(Fractional Vegetation Cover,FVC)。相关分析结果表明,植被覆盖度和树木年轮均对夏季降水和春季气温有较高的相关性,春季气温高、夏季降水丰沛时,植物生长更好,覆盖度更高。5-10月的植被覆盖度与树木年轮宽度指数有较高的相关性(P<0.01),基于此,利用树木年轮重建的1888-1981年植被覆盖度,和1982-2016年遥感观测数据共同构成近百年河龙区间植被覆盖度时间序列。对FVC时间序列的分析发现,过去近100年,河龙区间出现了20个高覆盖年和21个低覆盖年,分别占总重建年的15.5%和16.3%。存在4个低植被覆盖度时期(1924-1929年、1931-1935年、1982-1987年、2003-2007年),与干旱事件记录相吻合。(2)分析了近100年河龙区间气候和人文要素变化情况。近百年,河龙区间气候分布呈现出南部比北部气温高、降水多的规律,水资源空间分配不均匀。气温和降水的年际变化与大环境类似:温度有逐年升高的趋势,降水除1930年左右较低外,稳定在400mm左右。人文要素的变化具有阶段性,背后的驱动因素为社会发展以及政府政策。1949年前,社会动荡,人口增长缓慢,耕地面积较少,植树造林较少,薪柴砍伐多,林草遭到一定的破坏。1949年到七八十年代,社会稳定,人口增多,耕地面积增加,植被破坏,水土保持措施效果较差。八十年代以后,国家更加重视环境保护,推行计划生育政策,开展“三北”防护林建设,规范梯田、淤地坝建设,实施“退耕还林还草”政策,人口得到控制,耕地减少,林地增加,水保措施效果显著。(3)分析了河龙区间气候变化、人类活动与水沙协调演进规律。根据双累积曲线分析结果,可以确定近百年河龙区间径流量和输沙量的突变年份分别是1971年和1979年,以此为依据,结合人类活动的阶段性,将水文序列分为5个阶段。第一阶段和第二阶段(1919-1949年),河龙区间社会动荡,人口稀少,生产力不高,对环境的影响较少,水沙变化主要受到气候变化的影响,尤其是1929年左右的干旱事件导致水沙先减少后增加。第三阶段(1950-1979年),气候条件和人类活动都影响着水沙变化,其中气候变化仍然是水沙变化的决定性因素,但是开垦荒地、森林砍伐等活动导致土壤侵蚀进一步加剧,而水土保持措施在一定程度上控制了水土流失,人类活动对水沙变化产生了一定的影响。1980年以后,气候变化不大,水土保持措施得到进一步加强,再加上“退耕还林还草”工程的实施,河龙区间的水沙急剧减少,人类的活动逐渐起主导作用。(4)揭示了近100年河龙区间水沙变化归因。主成分分析的结果表明,1919-1979年,自然因素和社会因素对径流量变化的相对贡献率分别为56.2%和43.8%,社会因素中耕地面积变化的影响高于其他因素,同时自然因素是影响输沙量的主要因素。1980-1996年,社会因素和自然因素对输沙量的相对贡献率分别为:48.7%和51.3%,对径流量的相对贡献率分别为:46.8%和53.2%,在社会因素中,人口因素、耕地因素和淤地坝因素的相对贡献率近似,造林因素的相对贡献率较低。1997-2016年,自然因素不再是影响水沙变化的主要因素,径流量受造林面积的影响较大,输沙量受淤地坝和梯田建设的影响较大。