崇仁河流域水土流失时空变化

第35卷第6期2021年12月水土保持学报J o u r n a l o f S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o nV o l .35N o .6D e c .,2021收稿日期:2021-05-21资助项目:国家自然科学基金项目(41671285,42077075) 第一作者:顾朝军(1990 ),男,江西上饶人,博士,工程师,主要从事生态水文及水土保持研究㊂E -m a i l :c h a o j u n gu 1990@163.c o m 鄱阳湖流域降雨侵蚀力变化及其对入湖悬移质输沙量的影响顾朝军,朱永清,李仁华,姚赫(长江水利委员会长江流域水土保持监测中心站,武汉430012)摘要:鄱阳湖是中国最大的淡水湖,揭示流域降雨侵蚀力时空演变及其对入湖泥沙的影响对科学指导流域生态保护与修复㊁促进流域生态文明高质量发展具有重要意义㊂基于鄱阳湖流域63个气象站1961 2017年逐日降雨量和鄱阳湖 五河 入湖悬移质输沙量(以下简称 输沙量 )年数据,采用M a n n K e n d a l l 非参数检验㊁双累积曲线㊁线性回归等方法,分析了流域降雨侵蚀力和入湖输沙量动态过程,定量评估了降雨侵蚀力变化和人类活动对入湖输沙量的影响㊂结果表明:鄱阳湖流域平均降雨侵蚀力为10034.1(M J㊃mm )/(h m 2㊃h ),介于6738.8~12734.8(M J ㊃mm )/(h m 2㊃h ),呈西南地区低㊁东北地区高的空间分布格局;降雨侵蚀力年际间呈不显著的上升趋势(P >0.05),在21世纪10年代最大,20世纪60年代最小㊂鄱阳湖入湖年均总输沙量1183.3ˑ104t ,呈极显著下降趋势(P <0.01),在20世纪70年代最大,21世纪00年代最小㊂入湖总输沙量和赣江㊁信江及修水输沙量分别在1992年㊁1999年后发生趋势性减少(P <0.01)㊂以输沙量突变前的时段为基准期,突变年份后人类活动和降雨侵蚀力变化对入湖总输沙量变化的影响程度分别为-138.1%和38.1%;对赣江入湖输沙量变化的影响程度分别为-125.8%和25.8%;对信江入湖输沙量变化的影响程度分别为-121.3%和21.3%;对修水入湖输沙量变化的影响程度分别为-141.4%和41.4%㊂近60年降雨侵蚀力变化表现为增加入湖输沙量,而人类活动(水库建设㊁水土保持和采砂活动)是鄱阳湖入湖输沙量减少的主要原因㊂关键词:降雨侵蚀力;输沙量;人类活动;鄱阳湖流域中图分类号:S 157.1 文献标识码:A 文章编号:1009-2242(2021)06-0045-10D O I :10.13870/j.c n k i .s t b c x b .2021.06.007C h a n g e o f t h eR a i n f a l l E r o s i v i t y i nP o y a n g La k eB a s i na n d I t s I n f l u e n c e o n S u s pe n d e dS e d i m e n tL o a d i n t o t h eL a k e G U C h a o j u n ,Z HU Y o n g q i n g,L IR e n h u a ,Y A O H e (Y a n g t z eR i v e rB a s i n M o n i t o r i n g Ce n t e rS t a t i o nf o rS o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o n ,C h a ng j i a n g Wa t e rR e s o u r c e sC o mm i s s i o n ,W u h a n 430012)Ab s t r ac t :A s t h e l a r g e s t f r e s h w a t e r l a k e i nC h i n a ,r e v e a l i n g t h es p a t i a l -t e m po r a le v o l u t i o no f t h er a i n f a l l e r o s i v i t y a n d i t s i m p a c t s o n s e d i m e n t i n t o t h eP o y a n g L a k e i so f g r e a t s i g n i f i c a n c e t os c i e n t i f i c a l l yg u i d e t h e e c o l o g i c a l p r o t e c t i o na n d t h e d e v e l o p m e n t o f t h e h i g h -q u a l i t y d e v e l o p m e n t o f t h e e c o l o g i c a l c i v i l i z a t i o n i n t h e b a s i n .I n t h i s p a p e r ,c h a n g e o f t h e r a i n f a l l e r o s i v i t y i nP o y a n g L a k e b a s i n (P Y L B )a n d i t s e f f e c t s o n s u s p e n d e d s e d i m e n t l o a d (S S L )i n t o t h e l a k ew e r e i n v e s t i g a t e d b a s e d o n t h e d a i l y r a i n f a l l d a t a o f t h e 63w e a t h e r s t a t i o n s w i t h i n t h eP L Y Ba n d t h e a n n u a l S S L i n t oP o y a n g l a k e f r o mi t s f i v e t r i b u t a r i e s f r o m1961t o 2017,u s i n g th e n o n -p a r a m e t e rM a n n -K e n d a l l t e s t ,D o u b l e m a s sc u r v ea n dL i n e a rr e g r e s s i o n m e t h o d .T h er e s u l t ss h o w e d t h a t a n n u a l a v e r a g e r a i n f a l l e r o s i v i t y o f P Y L Bw a s 10034.1(M J ㊃mm )/(h m 2㊃h ),r a n g i n g f r o m6738.8t o 12734.8(M J ㊃mm )/(h m 2㊃h ).T h e s p a t i a l p a t t e r no f t h e r a i n f a l l e r o s i v i t y s h o w e d t h a t l o wr a i n f a l l e r o s i v i t y m a i n l y d i s t r i b u t e i n t h e s o u t h w e s t r e g i o n a n dh i g h r a i n f a l l e r o s i v i t y m a i n l y d i s t r i b u t e i n t h e n o r t h e a s t r e gi o n .T h e r a i n f a l l e r o s i v i t y s h o w e da n i n s i g n i f i c a n t i n c r e a s i n g t r e n d (P >0.05)d u r i n g 1961 2017,o fw h i c ht h e g r e a t e s t v a l u ew a s i n t h e 2010s a n d t h e s m a l l e s t i n t h e1960s .I nt h e s a m e p e r i o d ,t h ea n n u a l a v e r a ge t o t a l S S L i n t o t h e l a k ew a s 1183.3ˑ104t ,s h o w i n g a s i g n i f i c a n t d e c r e a s i n g tr e n d (P <0.01).T h e g r e a t e s t v a l u e o f t h e S S Lw a s i n t h e 1970s a n d t h e s m a l l e s tw a s i n t h e 2000s .T h e c h a n ge p o i n t s of t h e t o t a l S S L i n t o t h e l a k e Copyright©博看网 . All Rights Reserved.a n d t h eS S Lo f t h eG a n j i a n g r i v e r,X i n j i a n g R i v e ra n dS h u i s h u iR i v e rw e r e i n1992,a n d1999,r e s p e c t i v e l y (P<0.01).T a k e n t h e p e r i o db e f o r e t h ec h a n g e p o i n t s o f t h e S S La s t h e b a s e l i n e p e r i o d,t h e c o n t r i b u t i o n r a t e o f h u m a na c t i v i t y a nd r a i n f a l le r o s i v i t y o n t h e t o t a l c h a n g e s of S S L i n t o t h e l a k ew a s-138.1%a n d38.1%, r e s p e c t i v e l y d u r i ng th e p e ri o d a f t e r t h e c h a n g e p o i n t.T h e c o n t r i b u t i o n r a t e o f h u m a n a c t i v i t y a n d r a i n f a l l e r o s i v i t y o n t h e S S Lc h a n g e s o f t h eG a nj i a n g r i v e rw a s-125.8%a n d25.8%,r e s p e c t i v e l y.T h e c o n t r i b u t i o n r a t eo f h u m a n a c t i v i t y a n d r a i n f a l l e r o s i v i t y o n t h e S S Lc h a n g e s o f t h eX i n j i a n g r i v e rw a s-121.3%a n d21.3%,r e s p e c t i v e l y. T h e c o n t r i b u t i o n r a t eo fh u m a na c t i v i t y a n dr a i n f a l l e r o s i v i t y o nt h eS S Lc h a n g e so f t h eX i u s h u i r i v e rw a s -141.4%a n d41.4%,r e s p e c t i v e l y.T h ec h a n g eo f r a i n f a l l e r o s i v i t y w a sa d v a n t a g e o u s t o i n c r e a s e t h eS S L i n t o t h e l ak e,a n dh u m a n a c t i v i t i e s,e.g.r e s e r v o i r c o n s t r u c t i o n,s o il a n dw a t e r c o n s e r v a t i o n a n d s a n dm in i n g w e r e t h em a i nd r i v i n g fo r c e s f o r t h e d e c r e a s e o f t h eS S L i n t o t h eP o y a n g L a k e i n t h e r e c e n t60y e a r s.K e y w o r d s:r a i n f a l l e r o s i v i t y;s u s p e n d e d s e d i m e n t l o a d;h u m a na c t i v i t y;P o y a n g L a k eB a s i n降雨侵蚀力是通用土壤侵蚀方程(U S L E)[1]和改进的通用土壤侵蚀方程(R U S L E)[2]的构成因子㊂降雨侵蚀力能全面表征降雨量㊁降雨强度㊁降雨历时和降雨动能等信息,可反映降雨对土壤侵蚀的综合影响,是广泛用于土壤侵蚀模型中表征降雨的因子㊂除U S L E和R U S L E外,国内土壤侵蚀模型,如L i u 等[3]的中国土壤流失预报方程(C S L E)㊁江忠善等[4]的坡面土壤侵蚀预报模型㊁范瑞瑜[5]的小流域年产沙模型等均采用降雨侵蚀力表征模型中的降雨因子㊂受气候变化和人类活动的影响,全球河流输沙量发生显著变化㊂W a l l i n g等[6]研究了全球145条较大河流输沙量变化发现,47.9%的河流输沙量显著减少,49.3%的河流输沙量保持稳定,仅2.8%的河流输沙量增加㊂作为引起水蚀的关键降雨因子 降雨侵蚀力,其与河流输沙量的关系研究越来越受到关注[7-8]㊂鄱阳湖是中国最大的淡水湖,是长江流域重要的通江湖泊之一,其水土流失和生态建设关系长江中下游的水环境及社会经济的发展[9]㊂鄱阳湖泥沙主要来源于赣江㊁抚河㊁信江㊁饶河和修水(简称 五河 ),五河输沙量占入湖输沙量的80%以上[10]㊂近年来,受气候变化和人类活动的影响,鄱阳湖季节性干旱频发㊁水质恶化㊁湿地生态系统遭受破坏[11],给流域生态环境治理造成严峻挑战㊂许多学者对入湖输沙量进行了大量研究,试图揭示流域水文情势变化规律及其原因㊂顾朝军等[12]研究了鄱阳湖赣江流域1962 2013年输沙量的变化过程及其对人类活动的响应指出,赣江输沙量呈显著的下降趋势,且水库建设是输沙量减少的主要原因;郭鹏等[13]等对鄱阳湖湖口㊁外洲㊁梅港1955 2001年径流输沙量变化进行研究发现,湖口站㊁外洲站输沙量呈显著的下降趋势;曾瑜等[14]分析了气候变化和人类活动对鄱阳湖入湖水沙的影响表明,入湖输沙量呈显著下降趋势,且在1985和2000年发生突变,水库拦沙是输沙量减少的主要原因㊂降水变化和人类活动对鄱阳湖入湖输沙量变化的影响已有大量研究[11-13],但较少涉及降雨侵蚀力与输沙量关系的研究,特别是缺乏整个鄱阳湖流域的系统研究[14]㊂降雨侵蚀力变化与河流输沙直接相关,研究降雨侵蚀力和输沙量的关系具有重要意义㊂鉴于此,本文基于鄱阳湖流域63个雨量站1961 2017年逐日降雨量及五河输沙量数据,分析了鄱阳湖流域及其支流降雨侵蚀力和输沙量的动态过程及二者相关关系,定量评估了降雨侵蚀力变化和人类活动对入湖输沙量的影响程度,以期为流域水土流失防治提供科技支持㊂1材料与方法1.1研究区概况鄱阳湖(115ʎ50' 116ʎ44'E,28ʎ25' 29ʎ45'N)位于长江中下游的南岸,江西省北部(图1),其承纳赣江㊁抚河㊁信江㊁饶河和修水的来水来沙,经调蓄后由湖口注入长江,是一个吞吐性㊁季节性的淡水湖泊㊂鄱阳湖流域面积16.22万k m2,占长江流域面积的9%,江西省面积的97%㊂五河流域总面积13.62万k m2,其中赣江流域面积最大,为8.12万k m2㊂鄱阳湖流域地形多样,主要由山地㊁丘陵和冲击平原构成,其中山地和丘陵主要分布在流域南部㊁西部和东部地区,平原主要分布在流域中部地区㊂流域属东南季风区的亚热带季风气候,降水丰富,时空分布不均,降雨强度大,多暴雨,易发生土壤侵蚀,导致大量泥沙进入湖区㊂1.2资料来源鄱阳湖流域63个气象站1961 2017年逐日降雨量数据来源于中国气象局网站(h t t p://d a t a.c m a.c n)㊂悬移质输沙量资料包括赣江的外洲站㊁抚河的李家渡站㊁信江的梅港站㊁饶河支流的渡峰坑站㊁修水支流的万家埠站1961 2017年的逐年数据,以上5个水文站控制面积占鄱阳湖流域总面积的75%,因此利用以上5个水文站输沙量之和代表入湖总输沙64水土保持学报第35卷Copyright©博看网 . All Rights Reserved.量㊂输沙量数据来源于‘长江流域水文年鉴“‘中国河流泥沙公报“和‘江西省水土保持公报“㊂气象站及水文站位置见图1㊂图1 鄱阳湖流域地理位置及所选气象水文站分布1.3 研究方法1.3.1 降雨侵蚀力计算 降雨侵蚀力计算采用国内广泛应用的章文波模型[15-16],模型结构为:M i =a ðk j =1(D j )b(1) b =0.8363+18.177p d 12+24.455p y 12(2) a =21.586b -7.1891(3)式中:M 为半月时段的侵蚀力值((M J ㊃m m )/(h m 2㊃h));k 为半月时段内的天数(d );D j 为半月时段内第j天的侵蚀性日降雨量(mm );要求D j >12mm ,否则D j =0;P d 12为日雨量大于侵蚀性降雨标准的日平均降雨量(mm );P y 12为侵蚀性降雨以上的年平均降雨量(mm )㊂半月时段的划分以每月第15日为界,前15天作前半月时段,该月剩下部分作为下半月时段,以此将全年依次划分为24个时段㊂1.3.2 时间序列年际变化趋势和突变分析 降雨侵蚀力及输沙量年际变化趋势分析采用M a n n -K e n d a l l (MK )秩次相关检验法㊂MK 法被广泛使用于水文气象要素时间序列检验中,该法的优点在于它不需要遵从一定的分布,也不受少数异常值的干扰,相比要求数据正态分布的线性趋势检验,更适用于时间序列趋势分析㊂MK 法检验统计量(Z m k )为正,表示序列呈增加趋势,为负表示序列呈减少趋势,显著性水平为0.05和0.01时的Z m k 临界值分别为ʃ1.96和ʃ2.58,其计算方法见文献[17]㊂输沙量突变分析采用双累积曲线法㊂双累积曲线法是目前用于水文气象要素一致性㊁长期演变趋势及辨析2个主控因素作用的最简单㊁最直观㊁最广泛的方法[18]㊂该法通过在1个坐标系中绘制2个变量的累积值产生双累积曲线,若二者的关系未发生系统性改变,则双累积曲线表现为一条直线;若二者关系发生系统性改变,则曲线会发生偏转,拐点对应的时间则为水文气象要素突变的时间[18]㊂1.3.3 输沙量变化影响程度评估 采用线性回归法定量评估降雨侵蚀力变化和人类活动对输沙量变化的影响程度[19-20]㊂该法基于突变分析,将突变前的时段作为基准期,突变后的时段作为变化期㊂基准期内人类活动微弱,可以认为输沙量主要由降雨侵蚀力控制,因此可构建基准期内输沙量(S L )与降雨侵蚀力(R E )的线性关系㊂S L =a R E +b(4)式中:a 和b 为回归参数,由最小二乘法求得㊂将变化期内的降雨侵蚀力值(R E ')代入公式(4)可得变化期内的计算输沙量(S L '计算)㊂S L '计算=a R E '+b(5)则降雨侵蚀力变化对输沙量的影响量(A S L R E )为:A S L R E =S L '计算-S L (6)人类活动对输沙量的影响量(A S L h u m a n )为:A S L h u m a n =ΔS L -(S L '计算-S L )(7)式中:ΔS L 为变化期和基准期实测输沙量平均值之差㊂2 结果与分析2.1 降雨侵蚀力时空变化特征2.1.1 降雨侵蚀力空间变化 鄱阳湖流域多年平均降雨侵蚀力空间上变化为6738.8~12734.8(M J㊃mm )/(h m 2㊃h),呈现西南低㊁东北高的分布格局(图2a)㊂降雨侵蚀力低值区位于遂川站附近,年降雨侵蚀力<8000(M J ㊃mm )/(h m 2㊃h );高值区位于婺源和资溪站周边,年降雨侵蚀力>11000(M J ㊃mm )/(h m 2㊃h )㊂降雨侵蚀力变异系数(C V )变化为0.260~0.355,属中等程度变异(图2b )㊂降雨侵蚀力C V 值除遂川和万安站的高值区外,其他地区呈自西南向东北方向逐渐增大趋势㊂2.1.2 降雨侵蚀力年际变化 鄱阳湖流域近60年多年平均降雨侵蚀力为10034.1(M J ㊃m m )/(h m 2㊃h ),多年平均C V 值0.223,最大值为2015年的15082.174第6期 顾朝军等:鄱阳湖流域降雨侵蚀力变化及其对入湖悬移质输沙量的影响Copyright©博看网 . All Rights Reserved.(M J㊃mm)/(h m2㊃h),最小值为1963年的5487.9 (M J㊃mm)/(h m2㊃h),极值比为2.748(表1)㊂5个子流域降雨侵蚀力变化于8741.1~12059.6(M J㊃mm)/(h m2㊃h),其中饶河流域最大,赣江流域最小㊂C V值变化与降雨侵蚀力变化一致,极值比为2.472~3.696,其中赣江流域C V值和极值比较小,表明赣江流域降雨侵蚀力年际波动相对其他支流较弱㊂图2鄱阳湖流域降雨侵蚀力和变异系数空间变化表1鄱阳湖流域1961-2017年降雨侵蚀力流域均值/(M J㊃mm㊃h m-2㊃h-1)变异系数最大值/(M J㊃mm㊃h m-2㊃h-1)最小值/(M J㊃mm㊃h m-2㊃h-1)极值比Z m k年变化率/(M J㊃mm㊃h m-2㊃h-1㊃a-1)鄱阳湖流域10034.10.22315082.15487.9 2.748 1.868N S34.9赣江流域8741.10.20411966.14841.4 2.472 1.341N S18.8抚河流域10543.60.28018230.65510.9 3.3080.637N S28.7信江流域11352.40.30121356.95655.0 3.777 1.429N S44.3饶河流域12059.60.30620731.16458.0 3.210 1.725N S61.0修水流域9678.30.27917128.04634.2 3.696 1.637N S36.7注:极值比=最大值/最小值;N S表示未通过0.05显著性水平㊂鄱阳湖流域1961 2017年降雨侵蚀力年际变化呈不显著的上升趋势(图3a)㊂降雨侵蚀力的MK趋势检验统计量(Z m k)为1.868,为正且<1.96,表明降雨侵蚀力年际呈不显著的上升趋势,上升速率为34.9 (M J㊃mm)/(h m2㊃h㊃a)㊂五河流域的降雨侵蚀力Z m k介于0.637~1.725,均呈不显著的增加趋势,增加速率变化于18.8~61.0(M J㊃mm)/(h m2㊃h㊃a),其中饶河流域最大,赣江流域最小(表1)㊂不同年代鄱阳湖流域降雨侵蚀力差异明显(图3b)㊂2010 2017年降雨侵蚀力最大,达到11472.6 (M J㊃m m)/(h m2㊃h),高出多年平均值14%;其次是1990 1999年,降雨侵蚀力为11257.0(M J㊃m m)/(h m2㊃h),高出多年平均值11.8%;降雨侵蚀力最小的是1961 1969年,仅为9061.2(M J㊃m m)/(h m2㊃h),低于多年平均值9.9%;1970 1979年㊁1980 1989年和2000 2009年降雨侵蚀力略低于多年平均值㊂2.2输沙量变化特征2.2.1输沙量年际年代变化鄱阳湖流域入湖总输沙量多年平均值为1183.3ˑ104t/a,C V值为0.571,极值比为9.5(表2),表明入湖输沙量年际波动大于降雨侵蚀力㊂5条支流入湖输沙量变化为(36.3~ 771.0)ˑ104t/a,C V值为0.56~0.74,极值比为13.65~ 41.55,年际波动均大于降雨侵蚀力㊂近57年入湖总输沙量呈极显著的下降趋势(Z m k=-5.462),下降速84水土保持学报第35卷Copyright©博看网 . All Rights Reserved.率为26.6ˑ104t /a (表2和图4a)㊂5条支流中,赣江和信江入湖输沙量Z m k 为负,且<-2.56,表明赣江和信江入湖输沙量呈显著的下降趋势,其下降速率分别为23.0ˑ104,3.1ˑ104t /a;抚河㊁饶河和修水入湖输沙量Z m k 均未达到显著性水平,表明该3条支流入湖输沙量年际变化趋势不显著㊂图3 降雨侵蚀力年际和年代变化表2 鄱阳湖流域五河入湖输沙量流域均值/104t变异系数最大值/104t最小值/104t极值比Z m k 年变化率/(104t㊃a -1)总输沙量1183.30.5712740.0288.39.50-5.462**-26.6赣江771.00.6741916.7111.017.27-6.792**-23.0抚河137.30.560352.025.813.65-0.879N S-0.5信江194.80.604500.926.319.05-3.693**-3.1饶河44.00.743155.03.741.551.176N S 0.3修水36.30.641112.56.417.66-1.253N S-0.3 注:极值比=最大值/最小值;N S 表示未通过0.05显著性水平;**表示趋势达0.01显著性水平㊂鄱阳湖各年代入湖输沙量整体呈减少趋势(图4b )㊂1961 1969年㊁1970 1979年和1980 1989年入湖输沙量分别高出多年平均值32.9%,45.6%和31.2%;1990 1999年入湖输沙量为1107.1ˑ104t/a ,接近多年平均值;2000 2009年和2010 2017年入湖输沙量分别低于多年平均值56.0%和48.3%㊂图4 入湖总输沙量年际和年代变化特征2.2.2 输沙量与降雨侵蚀力关系 影响河流输沙量的因素可简化为2个因素即降雨(以降雨侵蚀力表征)和下垫面变化(用人类活动表征)㊂鄱阳湖降雨侵蚀力与入湖总输沙量双累积曲线在1992年出现拐点,且变化后拟合斜率k 变小,说明自1992年以后人类活动使输沙量减少(图5a )㊂支流中,赣江在1992年㊁信江和修水流域在1999年降雨侵蚀力与入湖输沙量双累积曲线斜率降低,说明突变后人类活动使其输沙量减少(图5b ㊁图5c ㊁图5d)㊂降雨侵蚀力是影响流域侵蚀产沙的主要驱动因子,点绘不同时期鄱阳湖流域降雨侵蚀力与输沙量关系,可进一步解释输沙量变化原因㊂鄱阳湖入湖总输沙量在1992-2017年的相关点均在相关线下侧,说明在相同降雨侵蚀力下,突变后河流输沙量明显减少(图6a )㊂支流中,赣江(图6b )㊁信江(图6c )和修水(图6d )入湖输沙量在突变年份后,相同降雨侵蚀力94第6期 顾朝军等:鄱阳湖流域降雨侵蚀力变化及其对入湖悬移质输沙量的影响Copyright©博看网 . All Rights Reserved.条件下亦明显降低㊂不同时期输沙量与降雨侵蚀力线性关系见表3㊂不同时期输沙量与降雨侵蚀力均具有显著的线性正相关关系㊂拟合线性方程斜率为单位降雨侵蚀力下的输沙量,可表征为单位侵蚀力的产沙能力㊂突变年份后,输沙量与降雨侵蚀力线性方程斜率显著下降,表明突变年份后单位降雨侵蚀力的产沙能力显著降低㊂图5入湖输沙量与降雨侵蚀力双累积曲线图6不同时期入湖输沙量与降雨侵蚀力散点图2.3不同驱动因素对输沙量变化的影响鄱阳湖入湖总输沙量和赣江㊁信江和修水入湖输沙量计算值和实测值见图7㊂入湖输沙量计算值在突变年份前与实测值接近,而突变年份后入湖输沙量计算值明显高于实测值,表明入湖输沙量的减少主要受人类活动的影响㊂05水土保持学报第35卷Copyright©博看网 . All Rights Reserved.表3 鄱阳湖流域不同时期入湖输沙量与降雨侵蚀力线性关系流域年份线性方程决定系数R 2方差检验入湖总输沙量1961 1991y =0.2976x -1235.000.840P <0.011992 2017y =0.1146x -494.860.411P <0.011961 2017y =0.1174x +5.010.151P <0.01赣江1961 1991y =0.2437x -931.590.847P <0.011992 2017y =0.0809x -359.280.296P <0.011961 2017y =0.1078x -171.340.137P <0.01信江1961 1998y =0.0272x -65.2250.670P <0.011999 2017y =0.0177x -99.5110.717P <0.011961 2017y =0.0219x -54.2110.404P <0.01修水1961 1998y =0.0069x -23.440.553P <0.011999 2017y =0.0041x -16.180.653P <0.011961 2017y =0.0056x -17.880.422P <0.01流域实测入湖输沙量突变年份后降低,而降雨侵蚀力增加(表4)㊂1992 2017年鄱阳湖入湖总输沙量相对1961 1991年减少51.7%,降雨侵蚀力增加16.0%,这表明降雨侵蚀力变化有利于增加入湖输沙量,入湖输沙量的减少完全由人类活动导致㊂以1961 1991年为基准期,降雨侵蚀力变化和人类活动对入湖总输沙量的影响程度分别为38.1%和-138.1%㊂支流中,突变后降雨侵蚀力变化和人类活动对赣江输沙量变化的影响程度分别为25.8%和-125.8%,对信江输沙量变化的影响程度分别为-121.3%和21.3%,对修水输沙量变化的影响程度分别为-141.4%和41.4%㊂图7 入湖输沙量计算值与实测值年际变化15第6期 顾朝军等:鄱阳湖流域降雨侵蚀力变化及其对入湖悬移质输沙量的影响Copyright©博看网 . All Rights Reserved.表4 鄱阳湖流域不同时期降雨侵蚀力变化与人类活动对入湖输沙量变化的影响流域时期实测输沙量/(104t㊃a -1)降雨侵蚀力/(M J ㊃mm ㊃h m -2㊃h -1㊃a -1)计算输沙量/(104t㊃a -1)输沙量变化量/(104t㊃a -1)降雨侵蚀力影响值/(104t㊃a -1)百分数/%人类活动影响值/(104t㊃a -1)百分数/%1961 19911548.59351.71992 19991182.011972.22046.0-366.5497.5135.7-864.1-235.7入湖总量2000 2009625.310171.61614.8-923.266.37.2-989.5-107.22010 2017605.211472.61960.7-943.3412.243.7-1355.5-143.71992 2017747.810847.81853.9-800.7305.438.1-1106.0-138.11961 19911089.89910.71992 1999638.112350.91388.2-451.6298.566.1-750.1-166.1赣江2000 2009322.410009.61125.1-767.435.34.6-802.7-104.62010 2017229.711856.41289.4-860.1199.623.2-1059.7-123.21992 2017391.011298.21269.9-698.8180.225.8-878.9-125.8信江1961 1998237.211100.01999 200985.810742.0239.5-151.42.31.5-153.7-101.52010 2017142.913390.5298.6-151.461.440.5-212.8-140.51998 2017109.911857.2264.4-127.427.221.3-154.5-121.3修水1961 199842.111760.61999 200918.611095.043.3-23.51.25.0-24.6-105.02010 201732.814806.257.7-23.515.666.6-39.1-166.61998 201724.612657.649.4-17.57.341.4-24.8-141.43 讨论降雨侵蚀力是土壤侵蚀模型(U S L E ㊁R U S L E ㊁C S L E 等)中的重要参数,本文利用鄱阳湖流域63个雨量站逐日降雨资料,研究了流域降雨侵蚀力变化及其对入湖输沙量的影响,结果可为土壤侵蚀评估㊁流域环境治理提供科技支持㊂流域多年平均降雨侵蚀力为10034.1(M J ㊃mm )/(h m 2㊃h ),高于黄河流域中游的黄土高原地区(1301.5(M J ㊃mm )/(h m 2㊃h ))[21],低于珠江流域中下游的广东省(13758.0(M J ㊃mm )/(h m 2㊃h ))[22]㊂区域之间差异主要是气候不同造成[23]㊂黄土高原属于大陆季风区,年降水量不足500mm ,因此降雨侵蚀力较小;广东省属于海洋性季风区,年降水量>1500mm ,且该区频发暴雨,导致降雨侵蚀力较大㊂鄱阳湖流域降雨侵蚀力年际变化趋势不显著但存在上升倾向(图3),表明流域土壤侵蚀风险值有所增加,今后应加强流域生态治理,这与全国其他区域研究[20]结果一致㊂河流输沙量主要受气候因素和下垫面条件影响[24-27]㊂降雨因子是气候因素中影响输沙量的主要因子,而降雨侵蚀力是公认的表征降雨潜在侵蚀能力的关键指标㊂地表下垫面条件主要包括土壤㊁地质地貌以及植被覆盖㊁土地利用㊁水利水保工程等一系列人类活动㊂土壤㊁地质地貌在短期内相对不变,因此河川输沙量主要由降雨侵蚀力和人类活动控制[26-27]㊂鄱阳湖流域降雨侵蚀力存在上升倾向,而入湖输沙量呈显著的下降趋势,表明鄱阳湖入湖输沙量减少主要受人类活动的影响(表4)㊂为发展农田水利,鄱阳湖流域大力修建和加固水利设施㊂据第一次水利普查结果显示,江西省已建水库10785座,总库容302.82亿m 3㊂1985年前,修建大中型水库共148座,总库容为84.25亿m 3;其中赣江流域86座,总库容为52.41亿m 3;抚河流域17座,总库容为16.3亿m 3;信江流域30座,总库容为10.16亿m 3;饶河流域10座,总库容为3.49亿m 3;修河流域5座,总库容为1.87亿m 3㊂1986 2005年,流域内兴建水库31座,总库容为33.63亿m 3[28]㊂特别是赣江1990年万安水库的建成,直接导致了赣江和入湖总输沙量在1992年发生显著减少(图5)㊂大量水库建设导致河道输沙量被拦截淤积,下游输沙量减少,这是导致入湖输沙量减少的主要原因[14,19]㊂另一方面,鄱阳湖流域大规模的水土保持也导致输沙量减少㊂二十世纪80年代以来,长江流域水土流失治理开始由试点小流域转变到重点防治阶段㊂鄱阳湖流域以江西省兴国县实施塘背河小流域综合治理为开始(1980年),逐步扩展到1988年的赣江流域水土保持重点防治工程,累计完成水土流失治理面积4163k m 2,二十世纪90年代后发展为全流域规模㊂据统计[29],2004年底,江西省实施的鄱阳湖流域水土25水土保持学报第35卷Copyright©博看网 . All Rights Reserved.保持重点治理一期工程,共完成小流域治理207条,治理面积达157501.8h m2㊂大规模水土保持措施,导致流域土地利用发生显著改变㊂与1985年相比, 2000年流域内耕地面积减少372.96k m2,林地面积增加216.51k m2[30],流域水土流失防治效果增强㊂同时,林地增加导致流域森林覆盖率显著增加[19](20世纪90年代森林覆盖率是20世纪70年代的2倍),林冠截流量提高,地表径流减少,坡面径流侵蚀能量降低,使得坡面进入河道的泥沙降低,从根本上减少了入湖输沙量[19]㊂值得注意的是,入湖输沙量的减少亦受采砂活动的影响㊂邬国锋等[31]采用遥感技术对鄱阳湖流域采砂情况的研究发现,2003长江禁止采砂后,大量采砂船进入鄱阳湖北部和赣江,导致河道输沙量明显下降㊂4结论(1)鄱阳湖流域近57年降雨侵蚀力均值为10034.1(M J㊃m m)/(h m2㊃h),年际变化趋势不显著但具有上升倾向(Z m k=1.87),上升速率34.9(M J㊃m m)/ (h m2㊃h㊃a)㊂年代间,2010 2017年降雨侵蚀力最大,高出多年平均值14.0%;20世纪60年代最小,低于多年平均值9.9%;20世纪70年代㊁20世纪80年代和21世纪00年代的降雨侵蚀力均接近多年平均值㊂(2)1961 2017年鄱阳湖入湖输沙量多年平均值为1183.3ˑ104t/a,呈显著下降趋势(Z m k=-5.46),下降速率为26.6ˑ104t/a㊂年代间,20世纪60年代㊁20世纪70年代㊁20世纪80年代入湖输沙量分别高于多年平均值32.9%,45.6%和31.2%;20世纪00年代和2010 2017年分别低于多年平均值56.0%和48.3%,20世纪90年代接近多年平均值㊂(3)鄱阳湖入湖总输沙量在1992年发生突变,突变后入湖输沙量减少51.7%,降雨侵蚀力增加16.0%㊂突变后入湖输沙量与降雨侵蚀力的相关关系减弱,单位降雨侵蚀力的产沙能力降低㊂以1961 1991年为基准期,降雨侵蚀力对入湖总输沙量变化的影响程度为38.1%,人类活动的影响程度为-138.1%;水库建设㊁水土保持和河道采砂是鄱阳湖入湖输沙量减少的主要原因㊂致谢:本文在完成过程中,中国科学院水利部水土保持研究所穆兴民研究员㊁高鹏研究员等提出一些修改意见和建议,在此深表感谢㊂参考文献:[1] W i s c h m e i e rW H,S m i t hDD.P r e d i c t i n g r a i n f a l l e r o s i o n l o s-s e s:A g u i d e t o c o n s e r v a t i o n p l a n n i n g[M].W a s h i n g t o nDC:U S D A A R S,1978:34-38.[2] R e n a r dK G,F o s t e rG,W e e s i e sG A,e t a l.P r e d i c t i n gs o i l e r o s i o nb y w a t e r:A g u i d e t oc o n s e r v a t i o n p l a n n i n gw i t h t h er e v i s e du n i v e r s a l s o i l l o s se q u a t i o n(R U S L E)[M].W a s h i n g t o nDC:U S D A-A R S,1997:25-31. 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长江流域国家级重点防治区水土流失动态监测与消长情况分析作者：黄立文朱永清来源：《长江技术经济》2019年第02期摘要：长江流域土壤侵蚀类型多样、侵蚀机理复杂，是我国水土流失最严重的区域之一。

本研究以长江流域国家级水土流失重点防治区为对象，基于多源遥感数据，采用资料收集、室内解译和实地调查相结合的方法，获取土壤侵蚀影响因子，利用中国土壤流失方程CSLE （Chinese Soil LossEquation）和风力侵蚀模型计算土壤侵蚀模数，并依据《土壤侵蚀分类分级标准》（SL 1902007）等技术标准，评价监测区土壤侵蚀强度，实现长江流域国家级重点防治区2018年全覆盖水土流失监测，并实现以重点防治区和县级行政区为单元的水土流失消长分析。

结果显示：土壤侵蚀总面积及各防治区土壤侵蚀面积均呈不同程度的下降趋势，水土流失强度也在逐步减轻。

研究表明，该区域水土流失得到有效控制，水土流失预防和治理效果明显。

本研究为超大尺度水土流失动态监测进行了技术尝试，可为水土保持监管、地方政府水土保持目标责任考核等提供有效技术途径和重要参考。

关键词：水土流失;动态监测;消长分析;重点防治区中图法分类号：TV697.13文献标志码：ADOI： 10.19679/ki.cjjsjj.2019.0216长江流域是我国水土流失最严重的区域之一，复杂多变的地质地貌条件、丰沛的降水和人类不合理的生产活动，使流域内水土流失量大面广、类型多样。

根据第一次全国水利普查数据（2013年公布），长江流域水土流失面积38.46万km2，占总面积21.37%。

土壤侵蚀是导致人类赖以生存且日趋紧缺的土地资源退化和损失的主要原因[1]，严重的水土流失不仅破坏水土资源，恶化生态环境，加剧自然灾害[2]，而且严重制约我国经济社会的可持续发展。

长江是中华民族的母亲河，也是中华民族发展的重要支撑。

搞好流域水土保持、推进长江经济带绿色发展是时代赋予我们的使命[3]。

水土流失重点治理区土地利用变化对人类活动程度的响应——以长汀县为例付宝宝【摘要】该文利用2000年、2005年和2011年遥感影像数据提取土地利用数据,分别从土地利用速度、土地利用转移方向和土地利用程度三个方面,全面分析2000年以来长汀县人类活动干扰下的土地利用时空变化规律.结果表明:(1)2000年～2005年和2005年～2010年,长汀县水土流失重点治理区土地利用变化速度从0.32减小到0.14,土地利用变化速度下降快;(2)两个时段土地利用类型转移方向都具有从农田和裸地转化为城镇用地,从草地和灌丛转化为森林的特点;(3)研究区土地利用程度综合指数在2000年、2005年和2010年分别为2.0324、2.0590和2.0706,表明人类活动对土地开发利用程度逐年加大,城镇、农田面积逐步增加.【期刊名称】《海峡科学》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】3页(P69-71)【关键词】水土流失重点治理区;土地利用变化;人类活动;长汀县【作者】付宝宝【作者单位】福建师范大学地理科学学院【正文语种】中文人类利用土地具有一定的目的性。

人类活动必然会导致地表生态过程的急剧变化，不断改变着陆地表层环境，从而呈现出不同的土地利用方式。

因此，土地利用变化是人类活动作用于陆地表层环境的一种重要方式和表现形式。

通过对土地利用变化过程的研究，我们不仅可以了解土地利用变化的原因、过程，以及可能出现的结果，还可以揭示出土地利用变化对人类活动程度的响应。

目前，国内外众多的专家学者通过建立各种模型和方法，运用不同时相、不同传感器的遥感影像，对土地利用现状、变化过程以及驱动力产生的生态效应进行了大量的研究。

比较有代表性的是刘纪远、张增祥等［1-3］从全国范围的研究尺度上通过土地利用动态度和土地利用强度等指标研究了21世纪初我国土地利用变化的时间动态特征和空间分布格局，并得出快速的经济发展是土地利用变化格局形成的主要驱动因素；李屹锋等在小尺度研究范围上通过研究土地利用变化对生态服务功能之间的相互作用，得出土地利用变化是生态服务功能退化的主要驱动力之一，在土地利用过程中要注意社会、经济、生态综合效益的提高。

近十几年黄河流域植被覆盖时空变化分析作者：赵亮李远远丁颖来源：《华夏地理中文版》2015年第05期摘要：中原文明起源于黄河，兴盛于黄河，而黄河的泛滥和地上悬河的演变作为黄河的研究重点之一广为人知。

文章在对黄河流域概况和地上河形成发展论述的基础上，进一步对黄河流域植被时空分布格局展开了长时间序列的分析，以便揭示植被变化与地上河发展演化的关系。

文章利用2006、2014年水土流失严重地区Landsat卫星数据和2001-2013年1k m 分辨率黄河流域的MOD13 A3数据，结合GIS和RS的处理技术分析黄河流域植被覆盖区域的NDVI 时空变化特征。

最后得出近十多年黄河流域的植被时空动态变化规律：（1）时空特征上，水土流失严重地区14年较06年植被覆盖率明显上升，整个黄河流域上2001-2013年NDVI指数总体增多，但期间有小幅度波动变化。

（2）变化趋势上，前几年的增长率大于后几年，且波动幅度由大到小变化。

（3）15个子流域的NDVI时间变化趋势有增有减不尽相同，但总体来看增加量大于减少量，和整个黄河流域的变化趋势相吻合。

关键词：黄河流域；植被覆盖；NDVI；时空变化土地利用/土地覆被变化是全球变化研究的核心内容之一。

植被的变化对全球能量循环及物质的生物化学循环具有重要的影响。

因此植被覆盖变化的研究在全球变化研究中具有重要意义。

过去的20余年，中国的土地利用/土地覆盖发生了很大的改变：一方面通过植树造林等农业手段，使植被活动朝着增强的方面发展；另一方面，由于城市化和工业化以及过度放牧等人类活动导致植被退化。

近几十年来随着对地观测系统技术的不断成熟，利用遥感数据进行植被监测和土地覆盖变化的研究日益增多。

再加上NOAA/AVHRR、SPOT /VGT、MODIS等传感器获取的数据覆盖范围广、时间分辨率高并且数据免费，因此成为长时间序列植被覆盖年际变化研究的主要数据源。

目前，黄河流域植被变化的研究取得了一定成果。