过去50年间，为控制土壤流失，黄土高原上实施了一系列水土保持措施，包括生物措施（如退耕还林还草），工程措施（如淤地坝，梯田，水库），等。这使得黄土高原上的地表径流和泥沙均发生了显著的变化。伴随着泥沙减少，径流也呈现出了比较明显的变化。

地表过程与资源生态国家重点实验室缪驰远教授（通讯作者）和硕士生郑海燕（第一作者）等在Science of the Total Environment 期刊上发表了“Temporal and spatial variations in water discharge and sediment load on the Loess Plateau, China: A high-density study”一文。该文章用非常密集的水文站点的数据去分析了黄土高原水沙变化的时空特征，并对输沙变化进行了归因分析。

主要研究数据：

（1）黄土高原122个水文站点的日径流和日输沙数据，数据时段：1971–1987；2008–2016。

（2）黄土高原302个气象站的月降雨和月温度数据，数据时段：1961–2016。

（3）90m的DEM图像。

结果表明：P2时段（2008-2016）相比于P1时段（1971-1987），黄土高原大部分站点的径流和泥沙都呈现出减少的特点（图1）。具体而言，13%的水文站年均输沙量减少了1亿吨，44%的水文站年均径流减少了1亿立方米。相比于P1时段，黄土高原的径流平均减少了22%，汛期减少了29%。输沙平均减少了74%，汛期减少了75%。输沙量减少比径流量减少更加明显。

图1 黄土高原水沙变化的时空分布

对于输沙模数，整体都呈现出明显的下降（图2），尤其在P1时段侵蚀比较严重的区域，如河龙区间一些流域，泾河流域，北洛河流域等。总体而言，黄土高原的输沙模数减少了74%。

图2黄土高原P1时段和P2时段的产沙模数（SSY）

对头道拐-潼关区间输沙贡献较大的流域，主要还是集中在河龙区间，渭河流域和泾河流域，无论是P1时段还是P2 时段（图3）。

图3 头道拐-潼关区间各地区（主要包括头道拐-龙门区间，北洛河流域，泾河流域，渭河流域以及汾河流域）的输沙贡献率。（a）是年输沙贡献率；（b）是汛期贡献率。

利用泥沙恒等式方法对82个水文站的输沙量变化进行了归因分析（图4），结果表明，两个时段相比，59个水文站的年降水表现出轻微的增加，67个水文站的径流系数减少，75个水文站的年均含沙量减少，平均百分变化率分别是0.14%，–1.00%，–2.21%。这表明，输沙量的变化主要是因为年均含沙量减少，其次是径流系数减少，而降雨变化对输沙变化的贡献较小。

图4 黄土高原各水文站输沙变化的三个驱动因子（P：降雨，Cr: 径流系数，AMSC：年均含沙量）的比例变化率。

该研究比较全面的分析了近些年黄土高原各地区的水沙变化，能够为黄土高原进一步实施的水沙管理措施提供很好的参考。

（供稿人：郑海燕）

地表过程与资源生态国家重点实验室