泥沙连通性表征流域内不同地貌或景观单元间的泥沙级联关系。近年来，这一概念被用于解析土壤侵蚀与泥沙输移过程及其时空分布，是近10年来国际上的研究热点。研究泥沙连通性可以有效量化泥沙在地貌单元之间的连接强度，掌握流域内泥沙输移的内部动态，调控径流泥沙输移路径。中国最大的内陆河流域——塔里木河流域，地处西北干旱区，土壤侵蚀和荒漠化过程严重，泥沙连通性显著影响着该地区的泥沙通量，而该区域泥沙连通性的变化特征仍未被全面评估。
中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室陈亚宁研究员团队，结合地貌和气候数据，利用泥沙连通性模型，分析计算了过去30年塔里木河流域“四源一干”泥沙连通性的时空变化特征，解析了连通性对土地利用变化的响应，识别了气候和地貌驱动因素对泥沙连通性的影响。
研究结果显示，1990 至 2020 年间，塔里木河流域“四源一干”的泥沙连通指数（IC）介于-10.36 至 2.26 之间，整体呈下降趋势，下降区域约占 30.56%。流域土地利用的转变模式和速度显著影响连通性。表现为土地覆被率的增加，导致 IC 下降，尤其是人为土地恢复（△ICmean = -0.09），而土地退化则会引起连通性的增加（△ICmean = 0.04）。并且，土地利用转化速度与IC的变化速度呈正比。地理探测器的结果表明，气候因素对IC的解释力大于地貌因素，其中，温度是IC变化的主要驱动因素（26.99%），地貌驱动因素（海拔、坡度）的解释力随时间逐渐增加。同时，还发现双因子间的交互作用对IC的解释力呈非线性增长，且具有明显的空间分异特征。这些发现有助于我们对塔里木河流域土壤侵蚀和水土流失过程的理解，为水土保持方案的设计和实施提供了理论依据。
相关结果以“Impact of climatic and geomorphologic drivers on sediment connectivity in the Tarim River Basin, China”为题发表在Journal of Hydrology。论文第一作者为新疆生地所刘传秀博士，陈亚宁研究员为通讯作者，该研究得到第三次新疆科学考察计划和自治区天山英才计划资助。
文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022169424014239
图1 泥沙连通性特征与土地覆盖/利用特征之间的关系
图2 泥沙连通性的主控因素识别
附件下载：
微信公众号