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中国西南喀斯特流域地处长江和珠江两大水系的上游，承载着大约1×108人口的生存和发展，具有重要的生态和社会意义。然而，由于石多土少、雨多地漏、石漠化严重，以及不合理的人类活动，喀斯特地区存在着严重的功能性缺水和季节性干旱问题。水资源问题已经成为制约西南喀斯特区社会、经济、环境发展的关键点。探讨河川径流的变化规律和响应机制对于喀斯特地区的水资源合理规划和生态环境的良性发展具有重要的价值。径流变化是气候变化和人类活动干扰综合作用的产物。科学认识已发生的气候变化和人类活动对径流的影响，有助于正确认识变化环境下的水循环响应机制，预估未来径流对气候变化和人类活动的响应，可以更好的开展流域水资源的规划、管理和配置。目前，国内外学者在研究气候变化和人类活动对径流变化的影响方面取得了一定的成果，但是关于喀斯特地区径流变化的响应机制仍不明晰，并且如何定量地评估自然要素和人类要素对径流的影响程度仍需进一步探讨。同时，用于进一步模拟未来径流响应的气候预估模型的区域适用性也需要再深入评估。 据此，本文以位于中国珠江流域红水河水系的六硐河流域为研究对象，利用1968-2013年的气温、降水和径流实测资料，对流域的气象水文要素进行趋势分析、周期分析和突变检验;同时基于3期TM遥感影像和研究区水利工程建设、水保措施、石漠化治理等调查统计资料，分析了研究期内的人类活动变化过程;在此基础上，采用相关分析、交叉小波法和双累积曲线法，从定性和定量角度分析了气候变化和人类活动对径流变化的影响;最后采用HadCM3气候模式的统计降尺度输出结果来耦合流域降水-径流统计模型，模拟预测了未来的径流变化。主要研究成果如下: (1)采用统计参数法、线性拟合、滑动平均和Mann-Kendall秩次检验来分析研究区气温、降水和径流的趋势变化，结果表明:近50年来流域气温呈不显著增温趋势，90年代后期以来暖化趋势显著，与中国的气候背景一致;降水在95％置信水平上显著减少，且丰水期降水年际变化稳定;年径流呈不显著下降趋势，贡献主要来自汛期径流的下降，且丰水期径流年际变化不稳定。总体而言，流域降水与径流的演变在趋势上基本一致，但下降幅度不一致，径流变化年际差异较大。 (2)利用Morlet小波变换法对流域气温、降水和径流进行周期变化分析，结果表明，气温主要存在2a、4a和7a的周期，降水主要存在3～4a、8～9a和23a的周期;径流序列主要存在3a和14a的周期。降水和径流序列整体的周期变化具有较强的同步性，但同时也存在着显著的差别，表明在部分时间段径流周期变化受非气候因素干扰较大。 (3)自然要素和径流的相关分析结果显示，研究区气温和径流变化无相关关系(P-Value=0.23)，而降水与径流之间高度相关(P-Value＜0.001)，研究区径流的变化主要受降水量这一自然因素的影响。 (4)交叉小波变换和小波相干分析结果表明，径流与降水变化较为同步。1970s中后期至2000s初期，二者呈高度显著正相关，变化周期主要集中在3-4年上。1980年之前和2000年之后，降水对径流的影响存在着1.5-2年的滞后。 (5)降水和径流的标准化曲线分析结果表明，研究期内流域径流呈三段式变化。分别以1980年和2007年为突变点，1981-2006年为“天然基准期”，1968-1980年和2007-2013年为“人类活动影响期”。 (6)结合对3期TM遥感影像分析和统计调查资料分析，从土地利用变化、水利工程建设情况以及水保工程、石漠化治理工程、人工取用水等方面阐明了研究期内的人类活动变化，并进一步探讨人类活动对径流的影响机制，结果显示:1)1968-1980年，径流变化过程与降水变化过程明显分离。这是由于不合理的政策和农业经济改革导致的不合理土地利用方式和林草地破坏，进一步使得水土流失剧烈，造成了该时段径流总量的增加和波动幅度的加剧;2）1981-2007年，径流与降水变化过程呈现较好的同步性。这是由于该时间段内研究区范围内全面的水保工程、石漠化治理工程等生态修复工程，使得流域进入生态波动恢复阶段，流域内水土流失大幅减缓，自然环境受人类破坏影响较小，因此径流变化受降雨变化主导;3）2007-2013年内，径流波动变幅远远小于降水。是由于生态的恢复治理加强、人口外流带来的生态破坏减弱和人为耗水量的增加缓和了径流的波动幅度。 (7)以植被恢复为主体的石漠化治理是西南喀斯特山区生态修复和脱贫的重点，针对喀斯特流域土地承载力低，生态环境脆弱，经济相对落后的实际问题，建议:1、适度降低坡耕地退耕还林的坡度，并加强石质和石土质坡地的退耕还林举措;2、发展生态保护型产业，治理石漠化的同时带动群众脱贫致富;3、在石漠化严重及重度贫困地区，实施生态移民;4、推进有实业依托的城镇化，破解石漠化与贫困恶性循环的“怪圈”。 (8)以1981-2007为基准期，运用双累积曲线分离降水和人类活动对径流的影响:1968-1980年内，人类活动和降水对径流变化贡献率分别为18％和82％左右;2007-2013年内分别为22％和78％左右。降水变化仍在很大程度上控制着研究区的径流变化趋势，但人类活动也深刻地影响了径流的变化规律。 (9)相对于非喀斯特地区人类活动对径流的影响主要表现为通过修建水库、大坝等水利工程对径流进行拦蓄，喀斯特流域的人类活动表现主要是通过水保工程、石漠化治理工程等生态修复工程对喀斯特地表、坡面进行水土治理和植被恢复，以及伴随经济发展和人口增加加大了耗水量，人类活动对径流变化贡献较低。而由于喀斯特流域内河网密度小，径流集流面积低、径流指数低、地表水渗漏严重以及强烈的多时间尺度影响，使得研究区内各时期降水对径流变化的贡献程度明显偏高于非喀斯特流域。 (10)利用SDSM模型对全球气候模式HadCM3中的A2（人口较快增长，温室气体高排放情景）、B2（人口较快增长，温室气体高排放情景）气候情景进行降尺度处理，来模拟研究区未来气候变化。结果表明，当前气候下，SDSM方法可以较为可靠地模拟研究区未来的气温和降水变化，确定性系数为98％和70％左右。模拟结果显示，无论对于哪种情景，21世纪气温和降水均表现出明显的上升趋势，且随时间推移增幅逐渐增大。截至21世纪末，A2、B2两种情景下的年平均气温变化分别为+3.23℃和+2.40℃，日均降水将分别增加83.63％和51.22％。秋冬最为明显，夏季降水增幅最大。同时，A2情景下的未来气温和降水增幅均大于B2情景。 (11)将模拟的未来气候变化情景代入历史时期的降水-径流双累积回归模型，得到研究区未来气候变化下的径流变化趋势，结果显示:未来增温增湿的气候变化趋势将引起流域径流量的大幅增加，A2情景下的增率为0.39m3/s·a，B2情景下的增率为0.17m3/s·a。至21世纪后期，A2、B2两种情景下的径流量将分别增加约121％和82％。 (12)根据未来研究区内全面增温、增湿以及径流大幅增加的预测结果，人类活动的模式和强度必须得到有效改变才能使得流域内水资源呈可持续发展。本文提出如下建议:1、进一步加强研究区内的生态修复工程建设，减缓降水冲刷和径流陡增带来的水土流失，提高土地蓄水能力和水资源的可利用率;2、通过坡改梯、修建拦山沟、排水沟和小水池和引水调水工程等形式拦蓄滞留了地表径流，减少坡面产流量，形成拦沙、排洪、灌溉一体化的防护体系;3、通过筑坝、修建水库、冲沟断面径流的汇流、小水窖修建等水利工程建设，调节地表径流，防洪减灾的同时使的洪水资源化。