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为了探讨生态建设对水沙变化的影响,本研究以无定河流域为研究对象,将其分为风沙区(海流兔河)和黄土丘陵沟壑区(大理河)两个地貌区。分析两个地貌区的降雨量,径流量,输沙量和基流指数进行趋势分析和突变点检验,在此基础上,研究人类活动对水沙的影响程度;并基于5期土地利用数据对两个地貌区的景观格局进行分析对比,分析景观格局指数与水沙的相关关系,进一步分析生态建设措施对水沙的影响。得出了以下结论: (1)两种地貌区水沙变化特征:风沙区海流兔河和黄土丘陵沟壑区大理河的径流量与输沙量均晕减少趋势,且其累积输沙量减少程度均大于累积径流量;风沙区韩家峁水文站和黄土丘陵沟壑区绥德水文站的嘶降水发生突变的临界年份分别为1970年和2000年;其年径流发生突变的临界年份分别为1985年和1971年;年输沙量发生突变的临界年份分别为1986年和1971年;年基流量发生突变的临界年份分别为1985年和1971年。人类活动是风沙区与黄土丘陵沟壑区径流量、输沙量减少的主要因素;人类活动对风沙区的减水和减沙效益分别为21.74%和81.43%;对黄土丘陵沟壑区的减水和减沙效益分别为27.12%和58.46%。 (2)两种地貌区景观格局变化特征:风沙区海流兔河和黄土丘陵沟壑区大理河的优势景观类型分别为耕地和草地;1990-2010年间两流域土地利用转移最大的分别为水域和城乡工矿用地;对比两流域可知,大理河流域CONTAG、SHDI和COHESION值均呈上升趋势,而海流兔河流域呈下降趋势,表明海流兔河流域景观格局受干扰严重,导致景观分割度增加,破碎化增大,连接度降低。黄土丘陵沟壑区大理河流域近几十年来水土保持作用明显,水土流失急剧减小;而风沙区海流兔河流域任径流减少较小的情况下,产沙量剧增,表明该区域生态环境极其脆弱,土壤侵蚀严重。 (3)两种地貌区景观指数与水沙相关关系:景观指数与径流量、泥沙量呈显著线性相关。大理河流域径流仅与SHDI呈极显著负相关;而海流兔河流域径流与CONTAG呈显著负相关和SHDI、SHEI、SIEI均呈显著正相关。同样,大理河流域泥沙仅与SHDI呈显著负相关性;而海流兔河流域泥沙与NP、PD和LSI均呈显著负相关(p<0.05),与AI呈极显著正相关。 (4)两种地貌区基流变化特征:风沙区海流兔河的基流指数大于黄土丘陵沟壑区大理河的基流指数;局部最小值法和基流指数法(BFI法)对于不同典型年的BFI值辨识能力较好。生态建设措施的实施在一定程度上延缓或加快产流时间和地下水的补给作用。生态建设中不仅要注重景观类型的均一化程度,更要重视景观格局对水沙的响应关系。应寻求合理的景观格局配置,进而调节流域的水沙变化。 (5)生态建设措施对两种地貌区水沙和基流的影响:风沙区和黄土丘陵沟壑区的植被恢复均能起到减少径流量和输沙量,而增加基流量的作用,但并不十分显著。累积总库容的增加可以减少径流量和输沙量,增加基流量。梯田可以减少径流量和输沙量,而输沙量的减少作用比径流量的减少作用显著。