聶小飛，鄭海金，涂安國，莫明浩，宋月君，謝頌華，王 飛

(1：江西省土壤侵蝕與防治重點實驗室，南昌 330029) (2：江西省水土保持科學研究院，南昌 330029) (3：中國科學院教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心，楊凌 712100)

受區(qū)域獨特自然條件(如地形起伏大、雨量多而集中、暴雨強度大、風化作用強烈等)以及長期不合理的開發(fā)利用影響，南方紅壤區(qū)水土流失十分嚴重[1]，水土流失面積占比高達15.1%[2]. 長期以來，為了防治水土流失、維護生態(tài)安全，區(qū)域內(nèi)政府與民眾開展了系列水土保持工作. 自1983年江西興國縣納入“全國八片水土保持重點治理區(qū)工程”開始，經(jīng)過 “國家水土保持重點建設工程”、“國家農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)水土保持項目”、“全國坡耕地水土流失綜合治理工程”、“長治”工程、“山水林田湖草”生態(tài)保護修復工程等國家及地方水土保持重點工程的系統(tǒng)治理，區(qū)域水土流失狀況得到有效控制[3].

隨著國家、地方系列水土流失重點治理工程的持續(xù)推進，亟需科學評估區(qū)域水土流失治理成效，以便為后期生態(tài)工程科學布局提供參考. 作為水土保持的最直接效應，減流減沙效應歷來是水土保持效應評價關(guān)注的重點[4-8]. 坡面尺度水土保持減流減沙效應評價主要依托水土保持措施監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過對比分析獲取[7,9]. 涉及流域或區(qū)域尺度時，也可通過坡面尺度單項措施效應類推或累加估算結(jié)果加以評估[10]，但該方法需要基于不同類型水土保持措施減流減沙效應的研究結(jié)果實施，對前期相關(guān)積累要求較高、工作量較大，且多比較兩個時間片段的監(jiān)測數(shù)據(jù)，而導致高估或低估治理成效[11]，再加上存在尺度效應[12]，結(jié)果的科學性和準確性有待商榷.

依托長時間序列徑流泥沙數(shù)據(jù)分析結(jié)果估算減流減沙效應，為流域尺度的水土保持減流減沙效應評價提供了較為可行的思路，受到了相關(guān)學者的廣泛關(guān)注[4,13-15]. 具體應用時，先通過累積距平、滑動t檢驗、線性回歸、Mann-Kendall檢驗、Pettitt檢驗等方法進行水沙變化趨勢分析與突變點識別[16]，再進一步通過雙累積曲線法[17]、累積量斜率變化率比較法[18]、SWAT模型[19]、Budyko假設[20-21]等方法區(qū)分氣候變化與人類活動對河流水沙變化的貢獻，進而據(jù)此估算水土保持減流減沙效應. 該類方法在黃土高原區(qū)水土保持減流減沙效應評價中取得了較好的效果[5-6,22-23]. 與黃土高原區(qū)不同，南方紅壤區(qū)水庫星羅棋布，近年來水電開發(fā)迅猛發(fā)展，盡管通過長時間序列徑流泥沙數(shù)據(jù)能夠區(qū)分自然因素和人類活動對河流徑流泥沙的影響，但難以將水土保持的減流減沙效應與其他水利工程的影響準確加以區(qū)分[24-27]. 唯有擯除水庫建設等大型水利工程的影響，方可基于長時間序列水沙數(shù)據(jù)科學精準地開展流域水土保持減流減沙效應評價.

因此，本文選取南方紅壤區(qū)水土流失治理最為集中的鄱陽湖流域贛江上游平江流域，以流域內(nèi)中型以上水庫全部建成后的1975-2014年長時間序列水沙數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，開展河流水沙變化特征及歸因分析，揭示長期水土流失治理背景下的平江水沙變化特征，評估流域水土保持減流減沙效應. 研究結(jié)果有望為南方紅壤區(qū)系列國家生態(tài)保護與建設工程的布局和管理提供科學依據(jù).

1 研究區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

平江為鄱陽湖主要入湖河流——贛江上游右岸一級支流，屬山區(qū)河流，流域面積2851 km2，主河道長148 km、比降為1.26‰. 平江流域(25°57′～26°37′N，115°04′～115°52′E)位于南方紅壤區(qū)，地帶性土壤為紅壤. 受亞熱帶季風氣候影響，雨量充沛，氣候溫暖，多年平均降水量1585 mm，平均氣溫18.8℃[28].

平江縱貫江西省贛州市興國縣全境，在興國縣境內(nèi)流域面積2274 km2，占興國全縣國土面積的71%. 平江控制性水文站為翰林橋站，其觀測斷面以上流域面積為2689 km2，其中興國縣境內(nèi)流域面積占85%[28]. 因此，興國縣水土流失綜合治理情況基本反映了平江流域的水土保持狀況.

興國縣是我國南方水土流失最嚴重的縣市之一. 歷史上水土流失面積最大時為1975年的2111.83 km2，占全縣土地總面積的65.7%，占山地面積的94.8%[29]. 1970s后期開始，當?shù)厝罕娮园l(fā)或有組織地開展水土流失治理，1983年起，興國縣列入了“全國八片水土保持重點治理區(qū)工程”，開始了以小流域為單元的水土流失綜合治理，從此拉開了南方紅壤區(qū)大規(guī)模、系統(tǒng)性水土流失綜合治理的序幕. 30多年來，歷經(jīng)全國八片水土保持重點治理區(qū)工程一期(1983-1992年)、二期(1993-2002年)、國家水土保持重點建設工程三期(2003-2007年)、四期(2008-2012年)、五期(2013-2017年)等國家水土保持重點工程. 興國縣水土流失治理面積不斷增加，水土流失面積逐年下降. 據(jù)江西省水利廳內(nèi)部刊印的《江西水利年鑒》資料顯示，全縣水土流失綜合治理面積由1989年的1061.00 km2增加至2011年的1944.10 km2(圖1)；治理前期興國縣水土流失治理以營造水保林為主，1990年營造水保林面積占全部水土流失治理面積的99.1%，至1997年營造水保林面積占比仍高達88.8%，治理后期多種水土保持措施并重，2005年營造水保林、經(jīng)濟林、種草、封禁治理、保土耕作、修建水平梯田及其他水保措施面積分別占50.9%、6.0%、3.9%、26.4%、3.1%、0.2%、9.6%(表1).

平江流域共有中型及以上水庫3座，依次為長岡水庫、長龍水庫、金盤水庫，分別于1970年12月、1960年3月和1974年5月竣工運行. 鑒于水庫對河流流量和輸沙量具有顯著的調(diào)節(jié)作用，本文選取1975年以來的數(shù)據(jù)開展分析研究.

1.2 數(shù)據(jù)來源

本文所用數(shù)據(jù)主要包括翰林橋站1975-2014年的逐日降水量(0.1 mm)、日平均流量(0.1 m3/s)、日平均含沙量(為懸移質(zhì)，0.001 kg/m3，下同)和流域內(nèi)5個雨量站的日降水量(圖2)，數(shù)據(jù)由江西省水文局共享. 基于流量和含沙量數(shù)據(jù)計算得到日徑流量和輸沙量，全年、汛期、非汛期降水量、徑流量和輸沙量則由對應時段的日數(shù)據(jù)累積得到. 按照水文部門的劃分，平江流域的汛期為4-9月，其他時段為非汛期.

圖2 平江流域及水文站、雨量站分布Fig.2 Distribution of Pingjiang River Watershed, hydrological station and rain gauging stations

1.3 研究方法

本文先應用預置白M-K檢驗法(Pre-whitening Mann-Kendall)[30]和Theil-Sen趨勢度估計法[31]分析1975-2014年降水量、徑流量、輸沙量數(shù)據(jù)序列的變化趨勢并估算變化率，再針對存在顯著變化趨勢的數(shù)據(jù)序列使用Pettitt檢驗法[32]檢測突變點，在此基礎(chǔ)上，通過累積量斜率變化率比較法[18]開展影響因素定量分析.

累積量斜率變化率比較法的原理如下[18, 33]：假設累積輸沙量-年份線性關(guān)系式和累積降水量-年份線性關(guān)系式的斜率在突變點前后分別為SSb、SSa(單位：104t/a) 和SPb、SPa(單位：mm/a),則累積輸沙量斜率變化率RSS和累積降水量斜率變化率RSP分別為：

(1)

(2)

降水量變化對輸沙量變化的貢獻率CP為：

(3)

氣溫變化通過影響蒸發(fā)量變化引起徑流量變化，進而導致輸沙量變化，如果用CET表示流域內(nèi)氣溫變化對輸沙量變化的貢獻率，則人類活動對輸沙量變化的貢獻率CH為：

CH=1-CP-CET

(4)

前人相關(guān)研究[33-34]一般認為CET近似為0，則：

CH=1-CP

(5)

鑒于流域平均降水量需基于6個站點的降水量求取，本文在正式開展分析前先采用雙累積曲線法[17,35]對降水數(shù)據(jù)進行一致性檢驗. 1975-2014年平江流域6個站點的降水量雙累積曲線分析結(jié)果如圖3所示，各自的雙累積曲線圖均呈現(xiàn)顯著的線性關(guān)系(R2>0.99，P<0.01)，表明研究時段內(nèi)6個站點的降水量數(shù)據(jù)一致性均較好，能夠滿足后期分析需要. 后文所用的降水量為基于以上6個站點降水數(shù)據(jù)采用泰森多邊形法求得的流域平均降水量.

圖3 平江流域雨量站降水一致性檢驗Fig.3 Consistency test of precipitation for different rain gauging stations in Pingjiang River Watershed

除累積量斜率變化率比較法在Excel 2013中計算得到，其他數(shù)據(jù)分析主要通過R 3.4.1實現(xiàn)，制圖主要基于Origin 9.0完成.

2 結(jié)果與分析

2.1 年際變化趨勢與突變點

基于預置白M-K檢驗法和Theil-Sen趨勢度估計法分析了1975-2014年平江流域降水量、徑流量和輸沙量變化趨勢，結(jié)果如表2所示. 不難看出：研究時段無論是全年還是汛期、非汛期，平江輸沙量均存在極顯著減少趨勢(Z<-2.58)，其年均減少率分別為2.38×104、1.75×104和0.44×104t/a；同時，平江年均含沙量和最大含沙量也均存在極顯著減少趨勢(Z<-2.58)，其年均減少率分別為0.004和0.045 kg/m3. 此外，平江流域各個時期的降水量和徑流量以及洪峰流量、年均流量也存在減少趨勢，但均不顯著(|Z|<1.65)；而最枯流量和年最小含沙量均呈現(xiàn)一定的增大趨勢，也均不顯著(|Z|<1.65).

降水量、徑流量雖然有降低趨勢，但并不顯著，因此，本文僅針對變化趨勢顯著的輸沙量和含沙量數(shù)據(jù)序列，進一步采用Pettitt檢驗法開展突變點檢驗，結(jié)果如圖4和圖5所示. 由圖4可知，1975-2014年平江的年輸沙量、汛期輸沙量和非汛期輸沙量均存在極顯著的突變點(P<0.01)，分別為1998、1985和1998年.

表2 平江流域降水、徑流和輸沙量預置白M-K趨勢分析和Theil-Sen趨勢度估計結(jié)果*

圖4 1975-2014年平江輸 沙量Pettitt法突變點檢驗(Ut統(tǒng)計量為Pettitt 檢驗法的統(tǒng)計量，Ut最大的年份即為可能的突 變點，P<0.05表明檢測出的突變點 在統(tǒng)計意義上是顯著的. 下同)Fig.4 Pettitt test for change-point detection of sediment load for Pingjiang River from 1975 to 2014 (Ut is the statistic of Pettitt test, and the probable change-point is located at the year where Ut is maximized, and P<0.05 indicates that it’s significant for the detected change-point. The same below)

圖5 1975-2014年 平江含沙量Pettitt法突變點檢驗Fig.5 Pettitt test for change-point detection of sediment concentration for Pingjiang River from 1975 to 2014

此外，平均含沙量和最大含沙量也存在極顯著的突變點，分別為1994和1996年. 與輸沙量突變點相比，平均含沙量和最大含沙量的突變年份均早于全年輸沙量，但晚于汛期輸沙量.

2.2 各階段變化特征

基于全年輸沙量、汛期輸沙量和非汛期輸沙量的突變年份，結(jié)合流域水土保持工程實施情況，可以據(jù)此將整個研究期劃分為3個時間段：1975-1984年、1985-1997年、1998-2014年，分別對應治理前、重點治理期和治理后期.

表3為平江各時間段全年、汛期和非汛期的降水量、徑流量與輸沙量以及汛期占比情況. 總體而言，整個研究時段流域降水量變化相對較小，與治理前相比，重點治理期與治理后期的年降水量僅分別減少了5.8%和6.0%，反映出影響流域產(chǎn)流產(chǎn)沙的外部因素相對穩(wěn)定. 而無論是全年、還是汛期和非汛期的輸沙量，治理后期均顯著少于治理前，減少率分別高達62.6%、63.0%和60.7%；治理后期全年、汛期和非汛期的徑流量也有所減少，減少率分別為10.4%、12.8%和4.4%. 重點治理期，全年徑流量和輸沙量也分別較治理前減少了12.1%和39.5%，但主要發(fā)生在汛期，汛期徑流量和輸沙量分別減少了16.8%和47.9%；至于非汛期，重點治理期徑流量基本不變，而輸沙量則較治理前增加了4.1%.

2.3 輸沙量變化歸因

影響河流輸沙的因素主要包含兩個方面，一是自然因素，二是人類活動. 自然因素主要包含地形、土壤等下墊面條件和氣候條件，通過改變坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙過程影響河流輸沙狀況，一般認為自然狀態(tài)下墊面在一定時間尺度上是不發(fā)生改變的，因此自然因素主要考慮的是氣候因素如降水、蒸發(fā)的影響，而前人相關(guān)研究[33-34]認為蒸發(fā)對河流輸沙的影響可以忽略不計. 鑒于此，本研究采用了累積量斜率變化率比較法對人類活動和降水變化對平江輸沙量變化的影響進行分析[33-34].

針對各階段全年、汛期、非汛期平江輸沙量和流域降水量，分別繪制對應時段的累積輸沙量-年份、累積降水量-年份關(guān)系曲線(圖6)，得到各階段累積輸沙量-年份、對應階段累積降水量-年份的線性關(guān)系. 由圖6可見，平江各時段的全年、汛期和非汛期的累積輸沙量、流域累積降水量與對應年份均存在顯著的線性關(guān)系(P<0.01，R2>0.99). 因此，可以基于累積斜率變化率比較法分析人類活動和降水變化對平江輸沙量變化的影響.

表3 平江流域不同治理階段全年、汛期和非汛期降水量、徑流量與輸沙量

圖6 平江流域全年(a)、汛期(b)和非汛期(c)累積輸沙量-年份與累積降水量-年份的關(guān)系曲線Fig.6 Relationships between accumulative sediment load and year and between accumulative precipitation and year of whole year (a), flood period (b) and non-flood period (c) in Pingjiang River Watershed

采用累積斜率變化率比較法，得到全年、汛期、非汛期的人類活動和降水變化以及對相應時段輸沙量變化的貢獻率(表4). 從平江全年輸沙量來看，無論是重點治理期還是治理后期，人類活動均是輸沙量減少的主導因子，其貢獻率分別高達94.5%和94.7%，而降水量變化的貢獻率分別僅占5.5%和5.3%. 治理后期汛期和非汛期人類活動和降水變化對平江汛期輸沙量變化的影響與全年的類似，也是均由人類活動絕對主導，降水量變化對平江汛期和非汛期輸沙量減少的貢獻分別僅為3.7%和8.2%. 重點治理期，人類活動和降水變化對平江汛期和非汛期輸沙量變化的影響與其他階段有所不同：汛期降水量變化對其輸沙量減少的貢獻率有所增加，達到了21.5%；而非汛期輸沙量有所增加，主要與該階段非汛期降水量增加有關(guān)，人類活動的貢獻為-52.5%，意味著該時期人類活動對非汛期輸沙量增加的貢獻為負，反映出即使該階段非汛期輸沙量有所增加，人類活動仍然在一定程度上減少了平江輸沙量.

表4 人類活動和降水變化對平江輸沙量的影響

3 討論

3.1 水沙變化影響因素分析

降水是徑流的直接來源，也是侵蝕產(chǎn)沙的重要驅(qū)動力，而徑流則為河流輸沙的主要載體. 理想狀況下，流域下墊面變化不大時，其降水狀況的顯著變化必然改變流域產(chǎn)流、產(chǎn)沙狀況，進而使得河流水沙狀況發(fā)生相應的改變. 一般而言，降水增加將導致產(chǎn)流產(chǎn)沙增多，河流徑流量與輸沙量增大，且該影響在對降水更為敏感的干旱、半干旱地區(qū)表現(xiàn)尤為明顯[36]. 但實際上，降水變化還會在一定程度上影響流域植被狀況，而流域植被狀況的改變也會通過影響產(chǎn)流、產(chǎn)沙過程導致河流水沙狀況發(fā)生變化[37]，因此，濕潤區(qū)、半濕潤區(qū)流域水沙過程對降水變化的響應較干旱半干旱區(qū)更為復雜[36].

研究時段內(nèi)，平江流域徑流量與降水量呈現(xiàn)同步變化趨勢，且均有所減少，但趨勢均不顯著，反映了雨水豐沛、植被狀況相對較好的南方紅壤區(qū)內(nèi)，降水變化對徑流變化發(fā)揮主導作用. 盡管研究時段內(nèi)平江流域降水量和徑流量未發(fā)生顯著變化，但平江徑流含沙量和輸沙量均存在顯著減少趨勢，贛江流域的相關(guān)研究[24, 27, 38]也發(fā)現(xiàn)了相似的規(guī)律，反映出降水及其主導的徑流變化并非研究時段平江流域輸沙量減少的主要驅(qū)動因素，流域產(chǎn)沙減少導致河流來沙劇減與河流輸沙能力減弱共同作用引起的徑流含沙量顯著減少可能才是平江輸沙量顯著減少的主要原因.

當前，影響河流水沙狀況的高強度人類活動主要包括生態(tài)保護(如退耕還林還草、坡改梯、封山育林等水土保持措施)、水利工程(如修建水庫、灌溉引水等)、基礎(chǔ)設施建設(如城市改擴建、修路架橋)等[19,23]. 一方面，大范圍的生態(tài)保護工程與高強度的基礎(chǔ)設施建設顯著影響流域下墊面狀況，改變流域產(chǎn)流產(chǎn)沙過程，影響河流水沙來源；另一方面，蓬勃發(fā)展的水利工程通過重塑河流形態(tài)和水文狀況，改變河流攜沙能力，影響河流水沙輸送. 平江流域所在的興國、贛縣，經(jīng)濟相對欠發(fā)達，城鎮(zhèn)化水平整體相對較低. 基于歷史土地利用數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，1980-2013年，平江流域包含城鎮(zhèn)、道路、廠礦在內(nèi)的建設用地占比僅從0.7%增至0.9%，建設用地占比低，因此，基建工程對平江輸沙量的影響非常有限，且有限的影響也應以增加河流泥沙輸送為主. 自1974年5月以來，平江流域沒有新建中型以上水庫[28]，因此，研究期內(nèi)水利工程建設對平江輸沙量的影響也無顯著變化. 徑流進入已運行水庫，在未改變水庫運行調(diào)度方案的情況下，年際尺度上進、出水庫流量相當，已運行水庫對多年平均徑流量的影響基本可以忽略不計，但受入庫徑流流速降低、攜沙能力減弱影響，泥沙發(fā)生沉積，導致泥沙輸出量減少. 一般而言，在河流來沙穩(wěn)定的情況下，已建水庫對河流輸沙量攔截效果基本不變；但河流來沙減少時，水庫對河流輸沙量的攔截效果也會相應減弱；而河流來沙增加時則反之. 不難看出，經(jīng)水庫攔截后的輸沙量變化，在一定程度上也能反映河流來沙量的變化. 據(jù)此推斷，1975-2014年間，平江來沙總體上呈現(xiàn)先增加、至1980s達到峰值而后減少的狀況，因而研究期內(nèi)水庫攔沙效應也呈現(xiàn)先增加、至1980s達到峰值而后減少的規(guī)律. 因此，本研究期內(nèi)，流域已建水庫對平江輸沙的影響以攔沙量減少為主. 而自1983年興國縣列入了“全國八片水土保持重點治理區(qū)工程”起，平江流域大規(guī)模的水土保持工作至今已持續(xù)了30多年. 鑒于此，研究時段內(nèi)平江含沙量及輸沙量顯著減少，最可能與流域內(nèi)長期持續(xù)開展的以水土保持為主的大規(guī)模生態(tài)保護工程有關(guān).

3.2 對南方紅壤區(qū)流域水土保持減流減沙效應評價的啟示

分析水土保持對區(qū)域生態(tài)環(huán)境的影響，科學合理評價水土保持工程的實施成效，有助于查明實施過程中存在的問題，為后續(xù)工程實施與科學布局提供參考依據(jù). 作為水土保持的最直接成效，減流減沙效應歷來是水土保持效應評價關(guān)注的重點. 與坡面尺度效應評價主要基于措施對照不同，流域尺度的水土保持減流減沙效應評價主要依托長時間序列徑流泥沙數(shù)據(jù)分析開展[12,39]. 南方紅壤區(qū)大中型水庫星羅棋布，而王延貴等[40]研究發(fā)現(xiàn)長江干支流水沙參數(shù)與流域水庫庫容參數(shù)之間有重要關(guān)系，主要水文站年輸沙量隨流域累積庫容增加而逐漸減少，來沙系數(shù)和輸沙模數(shù)隨流域水庫調(diào)控系數(shù)呈指數(shù)關(guān)系衰減，水庫蓄水攔沙是水沙態(tài)勢變異的主要因素；楊維鴿等[41]認為長江干流各水文站輸沙量減少的主要原因是水庫攔沙和水土保持措施控蝕減沙；贛江流域的相關(guān)研究也認為水利工程建設和水土保持等人類活動對流域輸沙量變化影響極其顯著[24-25,27]. 可見，南方紅壤區(qū)基于長時間序列河流水沙觀測數(shù)據(jù)評價流域水土保持減流減沙效應時，必須剔除大型水利工程(尤其是大中型水庫)建設對河流水沙的影響，否則必將高估流域水土保持減流減沙效應.

3.3 長期水土保持對平江流域水沙狀況的影響

自1983年列入“全國八片水土保持重點治理區(qū)工程”起，興國縣經(jīng)過系列國家水土保持重點工程的持續(xù)治理，截至2011年，共完成水土流失綜合治理1944.1 km2，水土流失面積降至568.84 km2. 治理后期，平江全年、汛期和非汛期輸沙量均顯著少于治理前，減少率分別高達62.6%、63.0%和60.7%；治理后期全年、汛期和非汛期的徑流量也有所減少，減少率分別為10.4%、12.8%和4.4%，但均不顯著. 人類活動對治理后期全年、汛期、非汛期輸沙量減少的貢獻率分別高達94.7%、96.3%、91.8%，3.1節(jié)分析中也排除了基礎(chǔ)設施建設、水利工程等的影響，可以認為導致平江流域輸沙量減少的人類活動就是長期水土保持. 由此可知，流域長期水土保持導致平江輸沙量顯著減少，但對徑流量的影響不顯著. 鑒于平江流域為南方紅壤區(qū)水土保持工程最為集中、持續(xù)時間最長的典型流域，可以理解為南方紅壤區(qū)水土保持具有顯著減沙效應，但減流效應不顯著. 劉二佳等[15]、綦俊諭等[12]、趙躍中等[14]在黃土高原區(qū)的研究發(fā)現(xiàn)，水土保持具有顯著的減流減沙效益，鄭江坤等[13]在川北紫色土小流域研究中也發(fā)現(xiàn)，大規(guī)模的植被建設在減少土壤侵蝕的同時也減少了產(chǎn)流量，而位于南方紅壤區(qū)的平江流域的研究結(jié)果卻不太一致，長期水土保持僅發(fā)揮了顯著的減沙效益，對產(chǎn)流無顯著影響. 涂安國等[4]在贛江流域的相關(guān)研究也發(fā)現(xiàn)類似的規(guī)律，可能是因為南方紅壤區(qū)雨水較為充沛，且區(qū)域水土保持以營建水保林和開展封禁治理等植被恢復措施為主，而通過植被的林冠截留、枯枝落葉層攔蓄等作用，增加土壤入滲，減少地表徑流，有助于削減洪峰流量，增加常水流量[4,13]. 此外，黃土高原區(qū)[12]與紫色土區(qū)[13]的研究均發(fā)現(xiàn)，水土保持對產(chǎn)沙的影響遠大于徑流的影響，也在一定程度上印證了本研究的相關(guān)結(jié)果. 重點治理期，年輸沙量較治理前減少了39.5%，遠小于治理后期輸沙量的減小比例，可能是由于水土保持效益隨時間的變化是非線性的，總體上表現(xiàn)為先緩慢增大、后急劇增大的規(guī)律[8]. 基于輸沙量變化率及水土保持為主的人類活動貢獻率，可以簡單推算出長期水土保持導致治理后期平江全年、汛期、非汛期輸沙量分別減少59.3%、60.7%和55.7%，也即平江流域水土保持在全年、汛期、非汛期分別發(fā)揮了59.3%、60.7%和55.7%的減沙效應.

4 結(jié)論

1)1975-2014年平江年輸沙量、汛期輸沙量和非汛期輸沙量均存在顯著減少趨勢，年均減少率分別為2.38×104、1.75×104和0.44×104t/a，汛期輸沙量在流域開始實施系統(tǒng)水土流失治理時即發(fā)生突變，而年輸沙量和非汛期輸沙量在系列國家水土保持重點工程實施一段時間后方開始突變.

2)流域長期水土保持顯著減少平江輸沙，但對徑流無顯著影響. 重點治理期與治理后期，平江年輸沙量分別較治理前減少了39.5%和76.5%，且以汛期減少為主(84.3%以上).

3)平江輸沙量減少主要受以水土保持為代表的長期生態(tài)保護工程影響，重點治理期、治理后期生態(tài)保護工程對輸沙量減少的貢獻均在94.0%以上，且生態(tài)保護工程對汛期輸沙量減少的貢獻較非汛期更為突出；以水土保持為主的長期生態(tài)保護工程導致平江全年、汛期、非汛期輸沙量分別減少59.3%、60.7%和55.7%.

4)長時間序列水沙數(shù)據(jù)分析有助于科學評價流域尺度水土保持減流減沙效應，但在水庫星羅棋布，水電開發(fā)迅猛發(fā)展的南方紅壤區(qū)應用時，需剔除大型水利工程(尤其是大中型水庫)建設影響.

致謝：江西省水文局共享了翰林橋站日降雨量、流量、含沙量數(shù)據(jù)和平江流域雨量站日降雨量數(shù)據(jù)，特此表示感謝.