摘要
长江源区位于青藏高原腹地，是长江流域的重要水源地，长江源区水文过程的变化将对长江流域乃至整个亚洲的水资源产生深刻影响。径流量和输沙量是反映流域水文过程的综合指标，研究气候变化和人类活动对径流量和输沙量的影响有助于深入揭示水文过程与气候变化的相互关系。因此，本文基于1960～2021长江源区实测气象水文数据和2000年、2010年和2020年3期土地利用数据，采用Mann-Kendall非参数检验、Pettitt突变检验、滑动t检验、小波分析和累积距平法等分析方法，系统研究长江源区气候、水沙序列以及土地利用的变化特征;结合双累积曲线法、累积量斜率变化率比较法和弹性系数法，定量识别不同归因分析方法下气候变化和人类活动对流域径流量和输沙量的影响差异;基于SWAT模型，模拟不同气候和土地利用情景下流域径流和泥沙的变化过程，探究径流和泥沙对气候变化和土地利用变化的响应特征。主要结论如下: (1)1960～2021年，长江源区气候趋于暖湿化。降水、气温和潜在蒸散量分别以13.58mm/10a、0.37℃/10a和3.87mm/10a的速率显著上升。2000～2020年间，长江源区的优势土地利用类型为草地、灌丛和裸地，合计约占源区总面积的95％以上。土地利用变化主要以草地向裸地转换为主，其中草地面积减少了8462.51km2,裸地面积增加了8351.47km2,且增加速率不断上升。 (2)长江源区径流量和输沙量均呈显著增加趋势，变化速率分别为7.19亿m3/10a和30.91万t/10a。径流量的变化呈现三个主周期，分别为39a、14a和60a，输沙量的第一、第二和第三主周期分别为44a、13a和6a。突变结果表明，长江源区径流量和输沙量的突变年份分别为2004年和1998年。径流量和输沙量总体呈丰-枯-丰的变化特征。 (3)不同归因方法对气候变化和人类活动对径流量和输沙量影响的贡献率结果相近。双累积曲线法、累积量斜率变化率比较法和弹性系数法的计算结果表明，气候变化对径流变化的贡献率分别为87.17％、95.50％和95.25％，人类活动的贡献率分别为12.83％、4.41％和4.75％。气候变化对输沙量变化的贡献率为18.99％、17.38％和23.27％,人类活动对输沙量的贡献率为81.01％、82.62％和76.73％。 (4)SWAT模型在长江源区适用性较好，采用相对误差R2、效率系数NSE和相对误差PBIAS评价模型适应性，指标均达到良好。径流量率定期和验证期的R2、NSE和PBIAS分别为0.90、0.89、-8.85％和0.88、0.88、-1.68％。输沙量在率定期的R2、NSE和PBIAS分别为0.74、0.72和-11.76％，验证期分别为0.66、0.63和2.58％。 (5)基于SWAT模型的模拟结果表明，气候变化为长江源区径流量变化的主要驱动力，土地利用变化是输沙量变化的主要驱动力。其中，气候变化和人类活动对长江源区径流量变化的贡献为80.05％和19.95％,对流域输沙量的贡献率分别为17.93％和82.07％。长江源区产流产沙均呈从上游到下游逐渐增加的空间变化特征。不改变土地利用分布，随着降水和气温的增加，长江源区产流产沙负荷增加;不改变气候条件，随着草地向裸地面积转移增加，产流和产沙的空间分布分布发生改变，土地利用类型为裸地的子流域产流产沙负荷明显增加。
NETL