随着气候变化和人类活动的加剧,延河流域径流泥沙发生深刻变化。本文以延河流域为研究对象,基于1952-2015年水文泥沙资料和1985、1995、2000、2005、2010、2015年6期遥感影像,分析延河流域降雨、径流、泥沙变化规律、土地利用变化及驱动力因素。在此基础上利用区域水土流失模型,模拟典型年份(1985、1995、2000、2005、2010、2015)水土流失过程,分析延河流域1985-2015年径流、泥沙的时空分布特征和对土地利用变化的响应。研究结果能够为分析延河流域水沙锐减的原因提供一定的理论支持,也能够为流域土地利用规划、水土流失治理及流域水土资源合理配置提供理论依据。主要研究结果如下:(1)延河流域水沙变化特征分析表明:延河流域1952-2015年降雨、径流和输沙量均呈减小趋势,且输沙量的减小趋势比径流量的减小趋势更加显著。延河流域径流量、输沙量发生突变的时间为1971年和1996年。以1971年、1996年为突变点,将1952-2015年流域径流量、输沙量时间序列,划分为三个时段。在第一时段(1952-1971年)到第二时段(1972-1996年)中,降雨和人类活动对径流量的影响分别为55.28%、44.72%,降雨和人类活动对泥沙量的影响分别为14.35%、85.65%;在第二时段(1971-1996年)到第三时段(1997-2015年)中,降雨和人类活动对径流量的影响分别为8.77%、91.23%,降雨和人类活动对泥沙量的影响分别为3.91%、96.09%。因此,人类活动已经成为影响延河流域减水减沙的最主要因素,且对流域减沙的作用,大于对流域减水的作用。(2)延河流域1985-2015年期间,耕地面积占流域面积比例减小50.77%,林地面积占流域面积比例增加217.14%,草地面积占流域面积比例减小13.26%。耕地、林地、草地的转出率大小排序为:耕地>草地>林地,耕地向草地转移的面积大于向林地转移的面积,林地面积的增加主要来自于草地。流域土地利用发生变化的直接驱动力是生态恢复及治理政策的实施,而工矿化、城镇化的发展和产业结构的调整是土地利用变化最重要的驱动力。(3)利用区域水土流失模型模拟结果表明:在空间尺度上,延河流域径流量与输沙量的空间分布特点一致,都具有河道、沟谷大,坡面小的特点,流域坡面是流域产水产沙的主要来源区,在沟谷及坡度较陡的地方径流泥沙较大。1985-2015年期间,延河流域径流、输沙空间变化差异明显;在时间尺度上,1985-2015年延河流域径流、输沙量整体呈下降趋势,流域径流总量减少52.20%,流域输沙总量减少75.00%,表明1985-2015年期间流域输沙量的变化大于径流量的变化。1985-2015年流域土壤侵蚀程度由重度侵蚀为主转变为流域微度侵蚀为主。(4)延河流域径流泥变化对土地利用变化的响应分析表明:1985-1995年期间,耕地面积减少2.97%,林地、草地面积分别增加2.58%、1.42%,流域的径流和输沙量均有少量减少;1995-2000年,耕地面积减少20.61%,林地面积增加126.22%,径流量减少15.04%,输沙量减少12.50%;2000-2005年,林地面积增加356km2,而草地面积的减少364km2,耕地面积减少49km2,径流量增加10.34%,而输沙量增加21.43%这是因为退耕还林初期地表土壤发生剧烈的扰动,土质疏松,土壤易于流失;2005-2010年,耕地减少29.43%,林地面积增加71.23%,流域径流量减少35.34%,输沙量减少43.01%;2010-2015年期间,大量耕地向草地转移,居民用地明显增加,流域径流量增加,而输沙量减少。因此,延河流域实施退耕还林(草)措施和水土保持治理工程效果显著。