西南喀斯特區(qū)頻發(fā)的極端降雨、獨特的水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)、淺薄且分布不連續(xù)的土壤、復(fù)雜的地貌類型以及高異質(zhì)性景觀與流域徑流和產(chǎn)沙密切相關(guān)。但是，上述影響因素耦合疊加在一起，導(dǎo)致采用傳統(tǒng)的主成分分析、因子分析等方法研究不同流域環(huán)境因子與徑流和泥沙關(guān)系時會夸大或掩蓋某些因子的作用，因此解析降雨、巖性、土壤、地貌和植被對喀斯特流域徑流和泥沙的相對重要性仍是難點。
中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所環(huán)江喀斯特生態(tài)系統(tǒng)觀測研究站研究團(tuán)隊為解決上述問題，選取西南地區(qū)40個典型喀斯特流域，獲取了2009年至2012年徑流和輸沙量數(shù)據(jù)，提取不同喀斯特流域降雨、巖性、土壤、地貌和植被因子共103個，采用皮爾遜相關(guān)和隨機森林篩選影響徑流和產(chǎn)沙的主導(dǎo)因素，并利用偏最小二乘-結(jié)構(gòu)方程模型（PLS-SEM）解耦徑流和產(chǎn)沙與其潛在影響因素之間的復(fù)雜關(guān)系。結(jié)果表明，氣候、巖性、土壤、地貌和植被可解釋不同喀斯特流域79%的徑流變化，其中僅有降雨對徑流有顯著影響（P<0.01，路徑系數(shù)(β)=0.589）；氣候、巖性、土壤、地貌和植被可解釋產(chǎn)沙變異的59%，其中植被對不同喀斯特流域產(chǎn)沙量的影響最大（P<0.01，β=-0.458），而降雨對不同喀斯特流域產(chǎn)沙量沒有顯著影響。本研究通過解耦降雨、巖性、土壤、地貌和植被對不同喀斯特流域產(chǎn)流產(chǎn)沙的影響，研究結(jié)果對于深入理解喀斯特區(qū)侵蝕產(chǎn)沙機理和水土保持措施的優(yōu)化配置具有重要意義。
該項研究近期以Quantitatively distinguishing the factors driving runoff and sediment yield variations in karst watersheds發(fā)表在水文學(xué)領(lǐng)域一區(qū)期刊Water Resources Research上。該研究得到了湖南省杰出青年基金（2024JJ2053）、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會（2020359）、國家自然科學(xué)基金（41977073）和湖湘青年英才（2021RC3115）等項目的共同資助。
不同喀斯特流域徑流和產(chǎn)沙影響因素解耦