黄土高原典型流域侵蚀产沙过程对土地利用/覆被变化的响应及其尺度变异

流域侵蚀产沙过程对土地利用/覆被变化（LUCC）具有明显响应，并表现出尺度性。目前，侵蚀产沙研究多在单一时间尺度（多年平均尺度）或单一空间尺度（某一固定流域）上开展，且侵蚀产沙的尺度问题多集中于侵蚀模数随空间尺度变化及其驱动因子探讨等方面，往往割裂了LUCC的影响。本项目拟以处于生态系统敏感区的秦岭最西端的多尺度典型流域为研究对象，分析流域土地利用结构组成和空间分布格局演变，探讨流域降水-径流年际变化规律及其阶段性；并基于不同降水水平和典型暴雨，研究各级尺度流域在典型土地利用/覆被变化前、后期侵蚀产沙过程特征及其尺度变异规律；分析多级流域泥沙输移的分形特征，探讨流域泥沙输移比的尺度转换方法。本项目研究对系统认识LUCC对流域侵蚀产沙过程的影响效应和水土保持措施防蚀机理等科学问题有重要意义，同时能为多尺度流域土壤侵蚀过程与机制研究奠定基础，并可直接服务于黄土区土地管理与规划。

降雨和土地利用变化是引起流域水沙过程变化的主要驱动因素，且随着流域空间尺度的变化，流域水沙关系、过程具有明显尺度效应。本研究选择黄土高原典型多尺度流域开展土地利用变化下流域水沙变异规律研究，其结果如下：1）基于GIS平台开发了三维立体特性的地貌现象信息盒维数测算技术方法。2）辨析了中、小尺度降水、土地利用变化对流域水沙过程变化的驱动机制，以及降水和土地利用结构优化影响下小流域水沙运移变异规律，即流域产沙量降低幅度随着降雨量变化表现出凹形抛物线变化；阐明大中尺度流域降水和人类活动对流域径流变化的影响率分别约为13%和87%，对输沙的影响率分别约为14%和86%。3）揭示了流域泥沙输移比的尺度依存性及分形特征，并建立泥沙输移比尺度上推/下推的求算连续尺度上流域的泥沙输移比模型。4）初步构建了基于分布式统计模型的大中流域侵蚀产沙模型，其避免了常规模型将适用沟间地的模型应用于整个坡面从而使侵蚀预报偏差较大，以及单纯考虑上坡地形而导致坡面侵蚀强度评估结果偏高等问题。本项目研究对系统认识LUCC对流域侵蚀产沙过程的影响效应和水土保持措施防蚀机理等科学问题有重要意义，同时能为多尺度流域土壤侵蚀过程与机制研究奠定基础，并可直接服务于黄土区土地管理与规划。