随着社会经济快速发展,城市用地扩张,引起土地利用/地表覆被强烈变化。在自然演进和人类活动共同作用下,土地利用在不同时空尺度上发生着重大变化,这种下垫面的变化构成一种人为的“系统干扰”对流域水文过程产生重要影响,这种影响不仅体现在地表水热状况发生变化,还影响着水文时空分布,进而影响流域产汇流机制,使得流域径流在时空上重新分配。水文过程时空分配变化导致生物生境破碎、生物多样性锐减、生物物候变异,以至于改变地区生态系统结构和组成,危及生态安全。探索自然环境变化和人类活动共同影响下的水文过程变化成为有效管理和利用水资源的重要途径。认识土地利用变化引起水文分量时空变化,对认识流域产汇流过程,优化流域土地利用结构和水资源规划具有重要意义。本文基于赣江流域外洲站1960-2017年58a实测径流数据分析径流变化情况及水源涵养能力变化,运用IHA/RVA法定量评估河道生态水文变异及其潜在生态效应。同时结合1980、2000、2015年3期土地利用数据,1960-2017年气象数据,流域5个水文站实测径流数据构建SWAT模型,以产流、蒸发、入渗、径流为切入点系统分析单一土地利用变化对流域水文过程时空分异的影响及其水源涵养能力的变化。采用相关分析法和定量区分法定量分析气候和土地利用对水文过程综合效用——径流变化的影响。得到以下结论:(1)基于赣江下游控制站-外洲站1960-2017年58a实测径流数据,赣江径流呈现小幅上升,2000年以来年径流量上升0.27×10~8m~3/a。径流系数、河道基流系数上升,弹性系数、变率系数下降,径流稳定性增强,河道水源涵养能力上升。这与赣江流域实施生态林保护工程、退耕还林还湖、兴修水利设施等密切相关。径流整体水文改变度为32.27%,属于低度改变,在生态水文指标体系中,高、低流量指标改变程度较高,高流量下降、低流量上升,径流年内差值缩小,水利设施的调峰补枯作用显著。(2)赣江流域1980-2015年间耕地、林地面积呈持续下降趋势,草地占比多年维持在5%左右,发生土地利用类型变化的区域整体上呈零散分布状态,2000-2015年间赣江下游局部区域的土地利用变化具有一定的集中性。流域土地利用变化存在时空差异,1980-2000年间主要为林地、耕地和草地之间的相互转化,转化面积占流域总面积的1.35%,综合土地利用动态变化度为4.79%。2000-2015年间主要为林地的减少和城市用地的增加,转化面积占流域总面积1.48%,综合土地利用动态变化度为1.05%。1980-2015年间,土地利用转化面积占流域总面积的比例较小,且转化速率呈下降趋势,表明人们环境保护意识增强,对自然环境的影响减弱。(3)不同土地利用类型产流、蒸发和入渗差异明显。模拟得到各土地利用类型多年平均产流在0～614.53mm之间,多年平均蒸发在441.21～1097.74mm之间,多年平均入渗在0～77.77mm之间。1980-2015年间,产流的减少主要为林地和水域的转入,增加主要为城乡建设用地和草地的增加。2000-2015年间,5个子流域蒸发均呈下降趋势,这一时期城乡建设用地的大幅增加是蒸发下降的主要原因。1980-2000年下游入渗增加是由于退耕还草政策的实施,使流域水源涵养能力上升,而2000-2015年入渗减少主要归因于流域内城乡建设用地的快速增加。尽管如此,因土地利用类型之间相互转化及其影响的叠加,流域尺度上的综合水文效应大大降低,不同时期土地利用变化导致流域产流、蒸发和入渗相差不大。1980-2015年土地利用变化使赣江流域平均径流量增加了2.33×10~8m~3,由于土地利用转化面积占流域总面积比例较小,因此单一土地利用变化对赣江径流量的影响十分有限。三期土地利用情境下赣江径流系数上升,弹性系数和变率系数下降,与实测径流变化情况相吻合,赣江水源涵养能力正在稳步提升。(4)赣江流域2000年以来湿度、风速和辐射呈下降趋势,降水和气温呈上升趋势。湿度和降水与产流、蒸发、入渗、径流均呈正相关;风速、辐射与产流、入渗、径流呈负相关;气温与径流呈正相关;辐射与蒸发、径流呈正相关。赣江流域的产流、入渗、径流主要受降水的影响,蒸发则主要受辐射的影响。土地利用变化面积对水文过程的影响没有明显相关关系,但是各土地利用类型之间的转化对局部地区水文过程具有重要的影响。气候和土地利用对赣江径流深变化的贡献率分别为91.01%和8.99%,赣江径流的增加主要是受气候的影响。