白洋淀流域水文过程演变及归因分析研究取得新进展

近50年来中国河川径流量减少现象已引起政府决策部门和公众的广泛关注，水资源短缺以及由此引发的水生态安全问题已严重威胁了我国社会经济的可持续发展。水资源是受气候及下垫面变化影响最直接和最重要的领域，而变化环境下的水文循环研究已成为当今水科学研究的热点之一。
本研究基于水热耦合平衡理论的典型代表Budyko假设理论，推导了多年尺度流域湿地水资源对气候变化和下垫面变化敏感性的解析表达式，提出了多年尺度流域湿地水资源演变的归因分析方法，对白洋淀流域1960-2010年的水资源演变进行分析，结果表明，1960-2010年，白洋淀流域水资源演变过程中，下垫面变化的贡献率为89.95%，远远大于气候变化的影响7.55%，这说明，下垫面的改变是导致白洋淀水资源减少的主要因素。
另一方面，植被因子被认为是最重要的下垫面因子，揭示下垫面变化中的植被因子对水文过程的影响成为亟待破解的难题。本研究基于Budyko假设理论，推导了植被（NDVI）对水资源影响的量化模型公式，揭示了流域尺度上植被对水资源影响的多因素耦合控制机理，针对1998-2017年的白洋淀流域蒸散发量演变，对其中的植被变化的影响进行分析，结果表明，在研究时段内白洋淀流域NDVI增加了0.05（7.14%），贡献率仅占10.23%。
而在许多相关研究过程中，均发现了流域径流的各敏感性系数在不同区域存在分布差异，而在本研究中，我们也发现了流域水文过程响应的区域差异性。流域水资源在越湿润的地区对气候变化越敏感，在下垫面特征值ω越小的地区对下垫面变化越敏感。植被指数（NDVI）增大将导致干旱地区（W＜1）蒸散发量减少、湿润地区（W＞1）蒸散发量增加；在W越接近1的地区，蒸散发对植被变化的响应越敏感。
该研究成果分别以《Sensitivity and attribution analysis based on the Budyko hypothesis for streamflow change in the Baiyangdian catchment, China”和“Sensitivity and attribution analysis of vegetation changes on evapotranspiration with the Budyko framework in the Baiyangdian catchment, China》发表在生态学国际学术期刊Ecological Indicators上，王贺年助理研究员为论文第一作者，张曼胤研究员和吕锡芝教授级高工为文章共同通讯作者。该研究得到了中央级公益性科研院所基本科研业务费专项项目和国家自然科学基金项目的资助。（王贺年/湿地所）
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2020.107221
https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2020.106963
王贺年 中国林科院湿地所 2021-07-01

关键词 水文循环  湿地  气候变化  水资源演变  下垫面变化  植被因子  图片