半干旱流域在中等发展路径下的非线性水文响应

《Scientific Reports》：Nonlinear hydrological responses to intermediate development pathways in semi-arid watersheds

　　

摘要

在半干旱流域中，水文脆弱性日益受到气候变化和土地利用变化的共同影响，但径流与泥沙动态的相对重要性仍不明确。本研究建立了一个综合的社会水文框架，结合了SWAT模型、CA-Markov土地利用预测以及基于CMIP6的共享社会经济路径（SSPs）来量化次流域尺度上的径流、泥沙产量和脆弱性。通过对16个次流域在两个未来时段（2021–2040年；2041–2052年）的模拟，发现径流响应存在显著的空间异质性；而在所有评估场景下，泥沙产量相比基准期增加了约15–30%。这一差异表明径流与泥沙动态之间存在系统性脱钩，其中泥沙成为衡量流域退化更为敏感的指标。值得注意的是，中等发展路径SSP2-4.5在次流域之间的水文响应更为一致，这突显了发展轨迹与水文风险之间的非线性关系。一个结合动态适应能力的空间显式综合脆弱性指数识别出中部和下游次流域中的持续脆弱热点区域。这些发现表明，中等发展路径可能引发不成比例的水文压力，并强调了以泥沙管理为核心的气候适应框架在半干旱地区的重要性。