中国林科院森环森保所在国际热点问题“尺度效应”研究方面取得新进展

尺度效应是本世纪研究的热点问题，但在界定、表达等方面一直没有显著进展。年径流系数对尺度的依赖性是尺度效应的一个显著表现。但径流的尺度效应在黄土高原这种地貌复杂、干旱缺水的地区是否存在，受哪些因素的影响，至今尚未知晓，这严重限制了流域产水能力的准确预测预报，制约了干旱缺水区的植被-水-土壤的综合管理。
森环森保所森林水文学课题组选择了黄土高原中游的两大典型流域，泾河流域和北洛河流域，利用其下的25个子流域、1966-2017年间的年降水和径流数据，重点研究了径流尺度效应，即径流对尺度的依赖特征和流域属性对它的影响。研究发现，黄土高原地区的径流存在显著的尺度依赖性，多年均径流系数随着流域面积的增加而显著减小，但是减少速度在黄土覆盖较薄的地区要比黄土覆盖较厚的地区快。同时这种尺度依赖存在面积阈值，当面积超过阈值，径流系数对流域面积的变化不再敏感，这个阈值在黄土较薄的地区约为25,000km2，在黄土较厚的地区约为10,000km2。这说明流域地理特征对径流尺度效应有重要影响，土壤厚度可能是决定径流尺度效应的关键因素，而植被只是影响径流尺度效应的次要因素。
这表明在黄土高原的流域径流管理中，虽然可以通过调控流域的植被条件改变流域产流，但是需要考虑到土壤厚度对调控作用的限制作用。该研究以题为Dependence of annual runoff coefficients on basin size and other properties in a climate transition zone from semi-humid to arid and semi-arid on the Loess Plateau, China正式发表在国际学术top期刊Journal of Hydrology上。中国林科院森环森保所博士研究生于艺鹏为第一作者，于澎涛研究员为通讯作者。本研究得到自然科学基金项目和国家重点研发计划项目课题的资助。（王晓 于艺鹏/森环森保所）
王晓 于艺鹏 中国林科院森环森保所 2020-12-07

关键词 森林水文  尺度效应  年径流系数  黄土高原  图片