秃尾河流域植被覆盖变化及其对径流的影响

• 作者: 支童 张洪波 辛琛 卫星辰 党池恒
• 来源期刊: 水利水电技术
• 关键词: 径流变化 植被覆盖 水热耦合方程 归因分析 秃尾 河流域 影响因素 降水 气候变化
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 水文水资源
• 页码范围: 40-52
• 页数: 13页
• 分类号: P339
• 语种: 中文
• DOI: 10.13928/j.cnki.wrahe.2021.02.005

摘要

黄土高原地区水土流失严重,生态环境脆弱.随着退耕还林还草政策的有序实施,区域植被覆盖率从90年代末开始显著提高,但河川径流也随之显著减少,对黄土高原区的水资源安全造成了重要影响.选取陕北秃尾河流域为研究对象,通过分析流域植被变化特征,检验径流序列趋势变化、变异特征以及其与降水、植被指数(NDVI)的相关关系,探讨了降水与植被覆盖变化对径流的影响,并使用基于Budyko假设的弹性系数法对不同时段的贡献率进行了定量分析,指出其影响径流缩减的物理机制.研究结果表明:(1)秃尾河流域植被覆盖格局总体为东南高、西北低,且近年来逐渐趋好,特别是2000年后流域植被覆盖率显著上升,到2013年年均NDVI值已达0.45,其变化主要表现为西北部未利用土地转化为草地和林地;(2)近年来秃尾河流域径流显著持续减少,且以1983和1997年为拐点呈三阶段变化,而降水、潜在蒸散发呈不显著减少,且潜在蒸发量和径流量的下降趋势将可能持续;(3)1984-1997年间流域降水驱动径流减少,两者呈现较强的正相关性,1997年后流域植被覆盖变化显著,表现为与径流的强烈负相关性,并成为引发径流显著减少的主因;(4)由Budyko方程计算得到的下垫面参数n与年NDVI值具有相同的变化趋势,验证了弹性系数法的适用性.定量分析结果表明1984-1997年间气候变化与覆被变化对径流变化呈异向影响,气候变化使径流减少而覆被变化使径流增多,且前者贡献率明显高于后者.之后,覆被改变对径流缩减的影响显著增强,贡献率高达75％以上.由物理解析可知,当前气候环境下植被覆被变化正在逐渐主导流域的径流变化,"地表变绿"可能对流域水安全造成潜在威胁.