【摘 要】
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气候和土地利用变化作为变化环境的重要组成部分,对水文循环的稳定有着强烈的影响。嘉陵江流域地处长江上游,跨越我国一、二级阶梯,地形复杂,年降水量和暴雨时空分布不均,水土流失严重,旱涝灾害频发,是气候变化的敏感脆弱区。厘清嘉陵江流域产流机制,分析气候变化和土地利用变化对径流的影响,为嘉陵江流域水资源规划与管理提供理论依据。本文以嘉陵江流域为研究区,利用曼-肯德尔（Mann-Kendall,M-K）非参
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气候和土地利用变化作为变化环境的重要组成部分,对水文循环的稳定有着强烈的影响。嘉陵江流域地处长江上游,跨越我国一、二级阶梯,地形复杂,年降水量和暴雨时空分布不均,水土流失严重,旱涝灾害频发,是气候变化的敏感脆弱区。厘清嘉陵江流域产流机制,分析气候变化和土地利用变化对径流的影响,为嘉陵江流域水资源规划与管理提供理论依据。本文以嘉陵江流域为研究区,利用曼-肯德尔（Mann-Kendall,M-K）非参数统计检验方法和累计距平法（Accumulative Anomalies Method,AAM）对嘉陵江流域近40年（1981-2020年）的降雨和温度的年际变化趋势及其突变特征等进行分析;运用转移矩阵法分析嘉陵江流域1980年至2020年的土地利用类型的变化特征;应用适用于嘉陵江流域的土壤和水评估工具（Soil and Water Assessment Tool,SWAT）建立流域数据模型;设置77种情景模式,对嘉陵江流域进行气候变化和土地利用变化对径流的敏感性分析与响应研究,主要结论如下:（1）建立嘉陵江流域SWAT模型进行径流模拟,对模型输出数据进行率定和验证后得出北碚站、小河坝站、罗渡溪站与武胜站率定期R~2和NSE系数均大于0.75,验证期R~2和NSE系数均大于0.7,特别是流域出水口北碚站率定期与验证期R~2和NSE系数均大于0.85,说明SWAT模型在嘉陵江流域具有良好的适用性。（2）嘉陵江流域径流突变年份为1994年,将研究期划分为基准期（1981-1994年）和突变期（1995-2020年）。在基准期和突变期年均气温呈上升趋势,升高变化趋势显著;年均降雨、径流、蒸散发都呈在基准期减小,在突变期增加趋势。（3）气候变化的影响在径流变化中占据主导地位,从嘉陵江流域整体上来看,气候变化对径流变化的贡献率为87.96%,土地利用变化对径流变化的贡献率为12.04%,气候变化对径流变化的贡献率是土地利用变化对径流变化贡献率的7倍,但土地利用变化对径流的影响依然不可忽视。（4）嘉陵江流域极端降雨频率在1982-2020年间呈现增加趋势。嘉陵江流域降雨频率最高为0-3 mm的微弱降雨,占比为60.79%。对总降雨量影响最大的是3-10mm的小雨和10-25 mm的中雨,占比分别为33.88%和36.97%。（5）从土地利用方面考虑,林地相对于耕地为减流作用,变化率为-7.97×10-4（m~3/s）/km~2;草地相对于耕地为减流作用,变化率为-9.67×10-4（m~3/s）/km~2;草地相对于林地为减流作用,变化率为-9.14×10-5（m~3/s）/km~2。三者对径流增加的贡献大小顺序为:耕地﹥林地﹥草地。（6）在元胞自动机-马尔可夫（Cellular Automata-Markov Model,CA-Markov）模型模拟出未来2030、2040、2050年土地利用情景下,嘉陵江流域汛期径流量会进一步增加,分别增加0.14%、0.16%、0.16%;非汛期径流量会进一步减少,分别减少0.1%、0.14%、0.13%,从而加大嘉陵江流域未来防洪压力及水资源调控管理压力。（7）在第五次国际耦合模式比较计划（Fifth International Coupling Model Comparison Plan,CMIP5）未来气候模式下,未来40年嘉陵江流域径流在RCP4.5浓度路径下增量大于RCP8.5浓度路径增量,分别增加2.62%和0.64%,且均呈现先减少后增加趋势。（8）在未来土地利用与未来气候变化共同影响下,以S68情景为例,嘉陵江流域径流量（+7.03%）大于只在未来气候变化影响下的径流量（+6.94%）,但小于仅气候变化下增加量与仅土地利用变化下增加量之和（+7.05%）。说明土地利用与气候变化对流域径流的影响不能简单相加,应考虑二者的叠加影响。
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