喀斯特流域径流对植被和气候变化的多尺度响应

• 作者: 朱靖轩 刘雯 李振炜 李笑含 张志慧 徐宪立
• 来源期刊: 生态学报
• 关键词: 径流 植被变化 气候变化 多元经验模态分解 多尺度 喀斯特流域
• 年，卷（期）: 2022,（10）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 3396-3407
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.5846/stxb201908041642

摘要

植被覆盖和气候变化对径流的影响可能具有尺度依赖性，而在生态环境脆弱和地质结构复杂的西南喀斯特区开展研究较少。为此，以喀斯特地貌广泛发育的西江流域为研究区，选取郁江、红水河、浔江和梧州4个流域，利用Mann-Kendall趋势检验对4个流域年径流深、NDVI、降水量、潜在蒸散发和气温（1982-2015）的变化趋势进行了分析，运用多元经验模态分解（MEMD）量化了流域径流深与植被和气候因子在不同尺度上的相关性，并预测了年径流深，旨在研究喀斯特流域径流对植被和气候变化的多尺度响应。结果表明，径流深仅有红水河流域呈显著下降趋势（P<0.05）。其中郁江流域径流深主要表征尺度为3年和5年，红水河流域径流深主要表征尺度为10年和22年，浔江和梧州流域径流深主要表征尺度为3年和22年。径流深与植被和气候因子的关系具有尺度依赖性，在不同尺度下，4个流域径流深与降水量和潜在蒸散发始终呈显著相关性（P<0.05），而径流深与NDVI和气温的多尺度关系在某些表征尺度上并不显著。利用MEMD法对径流深的预测效果（R2=0.81-0.86）要优于基于原始数据的多元逐步回归方法（R2=0.69-0.78）。本研究可以为合理利用喀斯特流域水资源，促进流域社会经济可持续发展和生态环境保护提供科学依据。