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为控制严重的土壤侵蚀，新中国成立以来，黄土高原经历了大幅度的土地利用和土地覆被变化，流域径流量和输沙量均在大幅度下降。黄河平均16亿t输沙量，新中国成立以来的各项水土流失综合治理和1999年之后的退耕还林政策，使黄河输沙量下降为13亿t，近些年来下降到3亿t。黄土高原区域则贡献了总输沙量的90%。分析流域水平衡各分量如何转化，是理解黄土高原生态-水文以及侵蚀泥沙过程的重要内容，而黄河河水是否变清，是大家争论的重要话题。

土壤侵蚀与水土保持研究团队针对以上问题，以位于黄土高原典型丘陵沟壑区、黄河粗泥沙集中来源区的北洛河为对象，开展了深入系统研究。北洛河上游1950s-1970s年均土壤侵蚀模数高达15000 t/km².a。1998年以来以吴起县为代表，积极响应国家政策，实施了大规模退耕还林工程。北洛河上游植被覆盖度由1987年的18.4%，1995年的20.2%，增加到2007年的41.62%，2014年达到51.2%，而相应的土壤侵蚀模数下降到了2000年后的2800 t/km².a。

在研究区年降雨量和汛期降雨量均为不显著下降趋势背景下，采用水文模型SWAT，对北洛河流域上游吴旗控制站3408km²范围内近30年来径流量的变化和水平衡分量转化特征进行了分析。结果表明，随着植被的改善，与1990年对比，子流域平均蒸散量2000年增加了7.4 mm，2010年增加了44.0 mm。同时，平均土壤含水量2000年减少了8.1 mm，2010年减少了 14.9 mm。而地表产流量2000年减少了 6.1 mm，2010年减少了16.2 mm。从空间分布上，上述水循环分量的变化趋势与土地利用和土地覆被变化趋势密切相关，且其空间变化梯度保持高度一致。结论有利于理解黄土高原生态恢复背景下的水文变化过程，利于理解水文-泥沙演变趋势及生态治理的环境影响。

以1957-2009年间实测日数据为基础，基于含沙量-径流量分布概率，从径流量、含沙量和输沙量三者关系出发，论证了黄土高原不同治理阶段流域输沙量的减少与径流量和含沙量间对比的相互关系。结果表明，北洛河流域6个水文测站的输沙量均为显著下降趋势，年趋势变化率从-4 ~ -217 t/km².a。与1960s-1970s对比，1980s-1990s年间的水土流失综合治理，输沙量的减少主要是由于小概率事件的径流量和高含沙量的降低。而1999年之后的生态恢复，输沙量的减少则是径流量和含沙量在各频率段上的降低所致。从不同治理阶段输沙量与径流量和含沙量间对比关系分析表明，黄河中游河水正在变清。

以上成果发表在本领域顶级国际期刊Ecological Indicator和Journal of Hydrology 上。

Zhang J, Zhang X*, Li R, Chen L, Lin P., 2017. Did streamflow or suspended sediment concentration changes reduce sediment load in the middle reaches of the Yellow River? Journal of Hydrology. 546:357-369.

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022169417300033?via%3Dihub

Yan R, Zhang X*, Yan S, Zhang J, Chen H, 2017. Spatial patterns of hydrological responses to land use/cover change in a catchment of the Loess Plateau, China. Ecological Indicator, http://dx.doi.org/10.1016/j.ecolind.2017.04.013.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1470160X17301899