本论文依托于“国家重点研发计划项目:大型水库对河流-河口系统生物地球化学过程和物质输运的影响机制”,以黄河主要水文站输沙径流数据为研究对象,结合黄河流域1951-2017年月际降雨量、气温数据及黄土高原NDVI数据,利用泰森多边形法、克里金插值法、像元二分模型法等进行数据的处理和计算,研究1951-2017年黄河流域气候变化、人类活动(建坝与水土保持工程)的年代际变化,并探讨1951-2017年流域气候变化与人类活动对黄河入海泥沙通量变化的影响,定量剥离不同阶段气候变化与人类活动的对输沙量减少的贡献。本文得到的结论如下: (1)黄河上游的冰川融雪和流域降水是黄河流域的径流量的主要来源,因此黄河流域径流量和输沙量对气温和降水的年际波动有明显响应。黄河流域降雨量呈明显时空差异,自1951年以来,尤其是80年代后黄河流域降雨量总体呈下降趋势;从月际变化看,汛期降雨量占全年降雨量的65%以上,降雨量季节性差异明显。气温的持续增长尤其是冬季气温的增长对黄河流域的凌汛和冰川融雪的形成有直接影响。而极端气候尤其是降雨量的年际突变增长是年际入海径流量异常的重要原因。通过对ENSO极端事件的研究,发现黄河流域自1950年以来,共发生15次厄尔尼诺事件(暖事件),20次拉尼娜事件(冷事件),其中发生了三次极强暖事件(1982-1983年、1997-1998年、2015-2016年),两次极强冷事件(1954-1957年、1973-1974年)。极强暖事件(厄尔尼诺事件)可造成黄河流域降雨量的减少,而极强冷事件(拉尼娜事件)则对黄河流域降雨量具有增加作用。 (2)人类活动在黄河流域泥沙输运有明显抑制作用。人口密度和经济发展使得地表水的耗水量明显增加,全流域地表水年平均耗水量约258亿立方米,占黄河多年平均径流量的44%,是径流量减少的一个重要原因。工程设施建设(水利枢纽工程、引水灌溉工程)、调水调沙工程、水土保持工程等都对应着黄河流域输沙量的异常变化。其中黄土高原地区的水土保持林草措施成效显著,NDVI值明显增加,23.3%的较低覆盖区域已转化为较高的植被覆盖区域,黄土高原尤其是黄河中游七条支流流域植被覆盖度向高覆盖的转变有效减少了水蚀程度,从而极大地改善了黄土高原水土流失状况,皇甫川、窟野河、无定河、洮河输沙量分别减少了91.2%、98.7%、62.5%、85.2%。因此人类活动在河流输沙量减少和泥沙粒径减小现状的影响机制中占据极大比重。 (3)基于黄河下游利津水文站输沙量和径流量月际数据,通过突变性分析和径流量、输沙量阶段性分布,可以看出径流量和输沙量在1968年、1985年、1999年为三个典型的分界点,这三个时间恰与刘家峡(1968年)、龙羊峡(1986年)及小浪底水库(1999年)的投入运营时间基本一致。因此水利枢纽工程设施的建设是输沙量突变的重要原因。通过构建模型,实测值与估算值对比分析,定量评估得出人类活动对黄河流域入海泥沙量的减少贡献在第一阶段(1951-1968)、第二(1969-1985)阶段、第三(1986-1999)阶段、第四(2000-2017)阶段分别为0%、41%、79%、99%。由此可见,人类活动对黄河入海泥沙量的影响比重逐渐增大。因此水利枢纽工程的建设是黄河入海泥沙量减少的重要原因,导致黄河入海泥沙量受人类活动影响的比重逐年增加,现阶段已成为决定性的影响因素。