近年来,在气候变暖和人类活动的影响下,黄河源区的水资源越来越稀缺,水土流失现象也日渐严重。因此,了解黄河源区内径流泥沙的变化情况,预测未来流域内的水沙配置对流域的水资源规划管理、经济的高效健康发展和生态保护具有重要的理论和现实意义。本文以黄河源区为研究区,基于DEM、土地利用、土壤、气象和坡度等数据,进行黄河源区径流泥沙SWAT模型的建立,并对模型进行率定和验证。经检验,黄河源区的4个水文站---黄河沿、吉迈、玛曲、唐乃亥在率定期和验证期内,径流量、泥沙量的决定系数R~2和纳什效率系数NSE都大于0.5,唐乃亥站的R~2和NSE则达到了0.7以上,4个水文站径流量的偏差百分比PBIAS范围在-15%到15%之间,泥沙的PBIAS范围在-30%到30%之间。结果表明,SWAT模型在黄河源区径流泥沙的模拟中有很好的适用性。利用率定好的SWAT模型,探究黄河源区土壤侵蚀的变化。时间尺度上,流域的土壤侵蚀强度逐渐增加,整个研究区的土壤侵蚀量高达4.75×10~8 t;空间尺度上,研究区87.99%的面积为轻度土壤侵蚀,其土壤侵蚀模数小于2500t/(km~2·a),研究区东南部的草地低覆盖度地区、西北部源头地区和常年冰雪覆盖的地区为土壤侵蚀严重的区域。同时根据泥沙量的变化特征,以1960-1974年为基准期,1975-1990年为变化期,采用模型还原法进行泥沙的归因分析,结果发现气候变化和人类活动对泥沙量的贡献率分别为23.1%和76.9%。根据黄河源区多年气象要素及土地利用类型的变化特征,设置16种气候模式和3种土地利用变化情景,分析黄河源区环境变化下的泥沙响应。土地利用类型变化的分析结果表明,不同土地利用下径流泥沙的变化趋势基本一致,L1、L2、L3下泥沙的变化率分别为-34%、15%和49%,土壤侵蚀强度则分别增加了-20.45 t/(km~2·a)、9.9 t/(km~2·a)和19.16 t/(km~2·a)。湿地、荒地面积的增加会使流域内的产流产沙量增大,加剧土壤侵蚀,相反地,草地面积的增加则会使流域的径流量和泥沙量减少,降低流域的土壤侵蚀强度,因此草地面积的增加可以有效地改善黄河源区的水土流失状况,改善研究区的生态环境。气候变化下的分析结果表明,当降雨量增加30%,气温降低2℃时,研究区内的径流量、泥沙量和土壤侵蚀强度最大,而降雨量减少30%,气温升高2℃时,研究区的径流量、泥沙量和土壤侵蚀强度则为最小。通过对不同气候模式下径流泥沙的分析发现,降水增加和温度降低是导致黄河源区径流量、泥沙量增加以及土壤侵蚀强度增大的重要因素,降水量的变化与流域泥沙量、土壤侵蚀强度的变化成正比,温度的变化则与两者成反比。