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高寒山区典型下垫面水文过程是研究寒区流域水分循环和水量平衡特征的重要基础和关键环节，对于理解高寒草地生态过程与水资源的再分配有着重要作用。高寒山区是流域中下游干旱区重要的水源涵养区，而寒区生态与水文对气候变暖的响应较为敏感，目前寒区生态与水文研究已经成为全球变化研究的重要方向之一。但由于高寒山区自然条件相对较差，给寒区水文的长期观测和研究造成了一定的困难，高寒山区水文过程研究较少。高寒草甸作为高寒山区一种独特的下垫面，其涵养水源、调节水文过程的作用较强，在流域水文过程中有着重要作用。明确坡面尺度的高寒草甸水量平衡，对于理解高寒山区整个流域的水循环过程和生态变化有着极其重要的意义。 本论文依托天山科其喀尔冰川综合考察站，在其附近小流域高寒草甸分布区，选择典型的样地，布设了3种坡度的径流场，通过对2013年、2014年植被生长期内的水文观测数据进行分析，探讨了不同坡度下高寒草甸径流场的水量平衡特征。初步结论如下: (1)高寒草甸区，研究期（5-10月）降水特征明显，＜5 mm的小降水事件出现的频率最高，降水间隔期以＜2 d的间隔期为主。在143次降水中，＜5 mm的小降水事件占总降水事件的78.3％，＞5 mm的降水事件出现的次数较少，但降水量比例大。＜2 d的降水间隔期占比达到了54.5％，这种时间间隔短且以小降水为主的降水特征，有利于土壤水分的积累和地下径流的形成。 (2)在高寒草甸区，不同深度的土壤水分对降水事件产生不同的响应。受降水量级、降水强度、土壤深度和土壤初始含水量等因素的影响，0～40 cm各层土壤含水量对降水的响应比较复杂，各层土壤含水量的变化趋势与降水的变化趋势基本一致，但随着土层深度的增加，土壤含水量对降水的响应显著减弱，响应的滞后性越明显。 (3)高寒草甸全年降水量的84.1％以蒸散的形式耗损，最小二乘支持向量机(LS-SVM)能够较好的估算蒸散发。试验期间（2012年10月-2013年9月），研究区高寒草甸年内实测蒸散量为511.3 mm，日均蒸散量为1.4 mm·d-1。在不同时期，蒸散量变化剧烈，非生长期、生长前期、生长中期和生长后期的蒸散量分别占全年蒸散量的10.5％、6.4％、75.3％和7.8％，LS-SVM模型能够较好的反映蒸散发同气象要素之间的非线性关系，模拟精度较高（R2≧0.6），对观测资料相对缺乏的高寒山区来说，不失为一种较好的估算蒸散发方法。 (4)高寒草甸坡面产流主要以超渗产流为主。研究区植被生长期主要以＜5mm的小降水事件为主，＞10mm的大降水事件对坡面产流起到了关键作用，但大降水事件出现的概率很小，高寒草甸地表几乎不产流，10°、17°、25°径流场地表径流仅观测到了6次、14次、15次，地表产流系数均＜0.5％，且并未观测到明显的壤中流产生，高寒草甸对降水的拦蓄作用较强。地表径流量与降水量之间存在明显的二次抛物线回归关系，且相关性显著。 (5)高寒草甸涵养水源、调蓄水资源作用明显。高寒草甸的存在减少了地表径流和浅层壤中流的产生，观测期径流场蒸散量占同期降水量的64.0％，但仍有20.2％的水分通过下渗到达深层土壤（40 cm以下），形成深层壤中流，10.8％的水分直接保存在上层土壤中(0～40 cm)，从而起到涵养水源的作用，在流域水资源形成过程中起到了重要作用。 (6)坡面坡度是高寒草甸坡面流形成的重要因素之一。坡面坡度的改变导致雨水的重新分配，土壤的下渗量受到影响，地表径流、壤中流的比例发生改变，进而影响到坡面出口断面的流量过程。在本试验中，随着坡面坡度的增加，草甸蒸散量、下渗量及土壤蓄水量均减少，地表径流量、侧向流量呈增加趋势。