定量评价气候和土地利用变化对大流域水文的相对影响:研究进展

摘要

在以森林为主的流域,气候变化(或变异)与植被变化(在广义上或称土地利用变化,简称LUCC)被认为是影响流域水径流量变化的两个最重要的驱动因素.定量地区分它们对水文的相对贡献对于我们正确评价它们各自的水文影响是重要的前提条件.在小流域中(小于100km2),我们通常采用配对流域实验设计来排除气候变异的影响以达到定量评估植被变化对水文影响的目的.然而这种实验方法不适用于大流域(大于1000km2),其主要原因是无法找到两个在气候、植被、地貌等方面都相近的大流域进行配对实验.因此,在大流域生态水文研究中,我们必须采用其他的方法来区分气候变化与森林变化对大流域水文的相对影响.本文综述了国内外目前在这方面的最新研究进展,对不同的研究方法进行了比较,并讨论了目前研究的挑战及研究重点.综述分析表明,气候变化与土地利用变化对大流域水文的相对贡献取决于它们各自变化的强度、流域本身的特点,在一些森林变化(采伐或造林)或土地利用变化较大的流域中,森林变化或土地利用变化的影响近似于或大于气候变化对水文的影响.尽管有约10种不同的方法用于此方面的研究,但可概括为水文模拟与统计两大类,且统计的方法占绝大多数.每一方法有各自的优缺点,两种或两种以上的方法的结合应用是更科学的途径.未来的研究应重点考虑增加更多的案例研究,在方法上进一步深化与创新,并从景观尺度上并结合实验手段(例如同位素)对大尺度水文变化的机理等方面进行研究.