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作用机制还不明确,特别是对于径流衰减剧烈的地区,植被类型、物候特征、气候变化以及土壤水等
因素对流域径流衰减的影响机制和贡献没有清晰的认识,是当前研究的薄弱环节。
近 60年海河山区径流剧烈衰减 [15 - 17] 。在区域气候变化背景下,植被生长及其物候期发生的显著
改变 [18 - 19] ,也是导致海河山区径流衰减的主要原因之一。然而,对于植被物候如何影响当地水文过
程,以及其对径流衰减的影响程度以及作用机制,仍有待详细的资料分析以获得明确的认识。本研究
以海河流域山丘区 17个小流域为研究对象,评估了 1982—2020年生长季(4—10月)气候、植被物候
等因子对径流的相对重要性,识别影响径流的关键因素;揭示不同植被覆盖类型下气候- 植被物候- 径
流的影响机制,解析气候变化对植被物候的影响,以及径流对气候、植被物候的响应关系规律。
2 研究区域概况与数据来源
2.1 研究区概况 海河流域位于中国华北平原北部
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( 112°—120°E,35°—43°N),流域总面积约 31.82万km。
海拔介于- 64~3306m之间,西部为太行山区,东部
为平原区 [15] 。多年平均气温为 8.8℃,年均降水量
约 530mm。海 河 流 域 由 滦 河 及 冀 东 沿 海、海 河 北
系、海河南系和徒骇马颊河 4个二级分区组成,按
山区和平原进一步划分为 14个三级分区,如图 1所
示。考虑到水文站点控制范围,在海河山丘区共选
择了 17个以林地和草地为主要覆盖类型(林、草地
平均覆盖面积占比约为 76%)的小流域 (b1—b17),
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流域面积介于 515~17772km 。研究区 1980—2020
年间土地 利 用 类 型变 化较 小 (见 图 2(a)),1980—
1990年、1990—2000年、2000—2010年 和 2010—
2020年间各小流域平均土地利用类型变化面积占比
约为 0.4%、1%、6.5%和 5.9%(见图 2(b)),故人
类活动因素干扰较小。为了对比分析不同土地覆盖
类型的小 流 域气 候、植 被 物 候 和 径 流 的 响 应 关 系,
根据土地覆盖类型的占比情况(见图 2(c)),将林、
图 1 研究区概况
草地覆盖面积占比差值的绝对值小于 15%的小流域
定义为以林草混合植被为主要覆盖类型的小流域,林、草地覆盖面积占比的差值大于 15%的小流域定
义为以林地为主要覆盖类型的小流域,小于 - 15%的小流域定义为以草地为主要覆盖类型的小流域。
划分结果如下:以草地为主要覆盖类型的小流域包括 b1、b3、b9、b13和 b15,以林地为主要覆盖类
型的小流域包括 b2、b4、b5、b8、b11、b12和 b16,以林草混合植被为主要覆盖类型的小流域包括
b6、b7、b10、b14和 b17。
2.2 数据来源 归一化植被指数 NDVI数据源于 GlobalInventoryModelingandMappingStudies(GIMMS)
数据集( https:??daac.ornl.gov?cgi - bin?dsviewer.pl?ds_id = 2187),空间分辨率为 0.0833°,时间分辨率为
15d,时间跨度为 1982—2022年。1982—2020年 17个小流域的水文站月实测径流量数据来源于中国
水利部水文局。实测物候数据来源于中国物候观测网北京站典型植物物候观测数据集(https:??www.
geodata.cn),观测年份为 1963—2014年。每月根区土壤湿度(SMroot)数据来源于 GLEAM_v3.7数据集
( https:??www.gleam.eu),时间 跨度为 1980—2022年,空 间 分 辨 率 为 0.25°,该 数 据 集 是 通 过 Global
LandEvaporationAmsterdamModel(GLEAM)进行估算,在海河流域得到了较好的验证和应用 [20 - 23] 。蒸
散发( ET)数据同样来源于 GLEAM 全球蒸散发数据,该数据集在海河流域的精度较高 [24] ,其时间跨
度为 1980—2022年,时间分辨率为月,空间分辨率为 0.25°。1982—2020年逐日降水、气温、日照时
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