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土地利用/土地覆被变化(LUCC)及其水文环境效应越来越受到国际学术界和各国政府的关注与重视,土壤侵蚀作为土地利用变化引发的主要环境效应之一,是引起土地退化、水库淤积、生态环境恶化的重要原因。对LUCC所引起的流域水沙产输规律进行定量研究,明确影响范围与程度,对认识人地关系,指导人类活动意义重大。长江上游地区在我国具有重要的生态地理位置,水土流失已经成为影响当地生态环境的重要问题。本文以澜沧江流域和嘉陵江李子溪流域为研究对象,基于SWAT模型构建了研究区域分布式水沙模型,对土地利用变化下流域水沙产输变异规律开展了定量研究,主要研究内容与结论如下:(1)研究了基于SWAT模型的流域分布式水沙模型构建方法,对基于DEM的水系提取与流域划分、水文气象数据库的建立与增补、土壤数据库建立、模拟方法选择、模型参数敏感性分析与设置、模型结果输出与分析验证等建模关键环节进行了阐述,重点论述了SWAT模型应用于论文所选流域时的技术方法。(2)基于SWAT建立了澜沧江流域分布式水沙模型,对模型进行了率定与验证,率定期与验证期的月径流量Ens>0.79,R2>0.82,月泥沙量E,s>0.51,R2>0.72,模型能较好地模拟流域水沙过程。模拟了1975年和1985年两期土地利用下流域的土壤侵蚀量,结果表明澜沧江的中下游地区为易受侵蚀区域。选取土壤侵蚀量变化大的5个子流域,对子流域土地利用变化与土壤侵蚀量变化进行对照分析,结果表明子流域的土壤侵蚀量随着森林和草地面积的增加而减少。定义了土壤侵蚀增长量参数评价坡度对土壤侵蚀的影响,结果表明土壤侵蚀量随着坡度的增加而增大,治理坡度>25°的耕地对防治水土流失作用明显。(3)基于SWAT建立了嘉陵江李子溪流域分布式水沙模型,对模型进行了率定与验证,率定期与验证期的日径流量Ens>0.52,R2>0.78,日泥沙量Ens>0.51,R2>0.72,表明SWAT模型在中等尺度的区域上也具有良好的适用性。以李子溪流域1986年土地利用格局为基础,采用极端假设法对不同种植状况下的土壤侵蚀量进行了研究,模拟结果表明该区域种植小麦侵蚀量最小,种植红薯、玉米和油菜侵蚀量依次递增,混合种植的侵蚀量介于之间。研究了坡度对土壤侵蚀的影响,得出了与澜沧江类似的结论;模拟结果表明,单就侵蚀量而言,治理1km2坡度大于25°的耕地与治理4.1km2坡度为5~15°的耕地或者治理1.8km2坡度为15~25°的耕地效果相当。(4)采用情景模拟法研究了降雨与土壤对流域水沙产输变异的影响,结果表明,降雨量对土地利用变化引起的侵蚀量变化具有正相关关系,降雨量越大,土地利用变化引起的侵蚀变化量也越大;对不同土壤情景的模拟表明,下垫面为黄土时土地利用变化引起的侵蚀变化量最大,以下依次是黑土、红壤、紫色土。