作者简介｜PROFILE
刘传秀，新疆生态与地理研究所在读博士。
主要研究方向：水文连通性研究。
联系方式：liuchuanxiu21@mails.ucas.ac.cn
引文链接｜CITATION
Liu, C., Chen, Y., Fang, G., Li, Z., Liu, Y., 2024. Impact of climatic and geomorphologic drivers on sediment connectivity in the Tarim River Basin, China. Journal of Hydrology 643, 132027.
https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2024.132027
关键词｜KEYWORDS
泥沙连通性；土地利用气候变化；地貌学；内陆河流域
摘要｜ABSTRACT
泥沙连通性表征流域内不同地貌或景观单元间的泥沙关系。近年来，这一概念被用于解析土壤侵蚀与泥沙输移过程及其时空分布特征，成为地貌-水文学的研究热点。研究泥沙连通性可以有效量化泥沙在地貌单元间的连接强度，掌握流域内泥沙输移的内部动态，调控径流泥沙输移路径。中国最大的内陆河流域——塔里木河流域，地处西北干旱区，土壤侵蚀和荒漠化过程严重。而泥沙连通性作为泥沙通量的重要指标，其动态变化特征及影响机制仍未被揭示。
本文结合地貌和气候数据，利用泥沙连通性模型，分析计算了过去30年塔里木河流域“四源一干”区域泥沙连通性的时空变化特征，解析了连通性对土地利用变化的响应，识别了气候和地貌驱动因素对泥沙连通性的影响。
图1.泥沙连通性的时空变化特征，其中，图1a是塔里木河流域近三十年年均泥沙连通性的分布；图1b是每十年泥沙连通性的分布；图1c是IC在不同海拔下的分布；图1d是IC在不同坡度下的分布。
研究结果显示，1990 至 2020 年间，塔里木河流域“四源一干”的泥沙连通指数（IC）介于-10.36 至 2.26 之间，整体呈下降趋势，下降区域约占 30.56%。流域土地利用的转变模式和速度显著影响连通性。表现为植被覆被的增加会导致IC 下降，尤其是人为土地恢复（△ICmean = -0.09），而土地退化则会引起连通性的增加（△ICmean = 0.04）。
图2.泥沙连通性对土地利用变化的响应。其中，图2a表示不同土地类型下泥沙连通指数（IC）的分布；图2b展示了不同转化类型下IC的分布；图2c绘制了不同土地变化度与IC变化趋势的相关性；图2d是总体土地利用变化度与IC变化趋势的相关性。
图2结果显示，土地利用转化速度与IC的变化速度呈正比。地理探测器的结果表明，气候因素对IC的解释力大于地貌因素，其中，温度是IC变化的主要驱动因素（26.99%），地貌驱动因素（海拔、坡度）的解释力随时间逐渐增加。
图3.气候和地貌因子对泥沙连通性的影响。其中，图3a反映了各自流域不同年份影响因子对泥沙连通性的影响力大小（q值）；图3b是各子流域不同影响因子的年均值统计结果；图3c表示各影响因子在不同年份下子流域均值的统计结果。
以上这些发现有助于我们对塔里木河流域土壤侵蚀和水土流失过程的理解，为气候变化下，如何更加合理的开展水土保持方案的设计和实施提供了理论依据。
总结：本研究结合地貌和气候数据，利用泥沙连通性模型，分析计算了过去30年塔里木河流域“四源一干”区域泥沙连通性的时空变化特征，解析了连通性对土地利用变化的响应，识别了气候和地貌驱动因素对泥沙连通性的影响。
相关推荐｜RECOMMENDATIONS
[1] Michalek, A.T., Villarini, G., Husic, A., 2023. Climate change projected to impact structural hillslope connectivity at the global scale. Nat Commun 14, 6788. https://doi.org/10.1038/s41467-023-42384-2
[2] Okin, G.S., Sala, O.E., Vivoni, E.R., Zhang, J., Bhattachan, A., 2018. The Interactive Role of Wind and Water in Functioning of Drylands: What Does the Future Hold? BioScience 68, 670–677. https://doi.org/10.1093/biosci/biy067
撰稿: 刘传秀 | 编辑: 祖涛 | 校稿: Hydro90编委团
