作者简介

第一作者：樊立娟，女，青海师范大学博士生，高级工程师，长期从事高原水资源可持续利用和河湖生态安全保障、环境变化对水文水资源及生态需水的影响等方面的研究工作。

通讯作者：李春晖，北京师范大学环境学院，教授，博士生导师，水沙科学教育部重点实验室副主任。长期从事水资源评价与规划、水环境模拟、水生态恢复和流域综合管理等研究工作。近年来主持和参加完成了国家重大研发计划项目、国家水体污染控制与治理科技重大专项、国家重点基础研究发展规划项目 (973)、国家自然科学基金与重点基金、教育部高等学校博士学科点专项科研基金、全球环境基金、内蒙古自治区科技创新重大示范专项、教育部留学回国人员科研启动基金项目以及部委项目等40余项。在Commucation Earth and Environment、Journal of Hydrology 等期刊已发表期刊论文250余篇 (其中SCI论文150余篇)，参与出版教材和著作15部。专利和软件著作权20余项，获得教育部国家科学技术奖 (自然科学奖) 一等奖 (2005年) 1项、水利部大禹奖 (2013和2022) 2项，河南省科技进步一等奖 (2019)，黄河水利委员会科学技术进步奖1项，以及河南省优秀图书出版奖 (2007) 和科技部“领跑者5000顶尖学术论文”奖 (2013)。参加建设国家精品在线课程1项 (入选学习强国)。并获得北京市高校课程思政示范课程一等奖、思政课程名师，北师大教学成果二等奖、国家一流在线课程等奖励5项。

• 研究背景

在全球气候变化和人类活动加剧的背景下，河流生态系统的健康面临着前所未有的挑战。青海省海东水务局联合北京师范大学环境学院李春晖教授团队，对湟水流域生态水文情势演变与生态需水保障展开一系列研究，成果于 Hydrology 期刊发表。该研究基于1956—2016年的长序列水文数据，系统评估了湟水与大通河的生态水文情势变化，并提出了针对性的生态流量保障建议，为干旱半干旱地区的河流生态保护提供了科学依据。

湟水

• 研究过程与结果

湟水是黄河上游的重要支流，其流域是青海省主要的农业生产区，同时也是典型的半干旱气候区。研究团队以大通河的享堂站和湟水的民和站为研究对象，采用Pettitt突变检验、Tennant法、生态盈余与赤字分析等多种方法，深入分析了河流径流的变化特征及其对河流生态系统的影响。

1. 径流突变与人类活动的影响

研究发现，享堂站实测径流在1993年发生突变，民和站则在1990年出现突变。此后，受农业灌溉、调水工程等人类活动影响，径流呈现显著下降趋势。尤其是民和站自1990年后径流急剧减少，反映出人类活动对水资源的干预日益加剧。

2. 生态盈余与赤字的显著变化

通过生态盈余 (ES) 和生态赤字 (ED) 分析，研究揭示了人类活动对河流生态水文情势的深远影响。享堂站在人类活动加剧期 (1994—2016年)，1月、4—5月、7月、9—11月的生态盈余显著减少，尤其是9月降幅达71.4%；而生态赤字在多个月份显著增加，4月增幅高达285%。民和站 (1991—2016年) 在3—7月、9—12月也出现了生态盈余减少、赤字增加的趋势，5月盈余减少78.7%，9月赤字增加150%。这些变化表明，农业灌溉高峰期和调水工程的运行对河流生态流量造成了显著冲击。

逐月生态流量盈余与赤字热图 ((a) 享堂，(b) 民和)。

3. 生态流量保障率总体良好，但存在季节性压力

研究采用Tennant法，以30%的自然多年平均流量作为生态流量标准，计算了各月的生态流量需求。享堂站年均生态流量为28.42 m³/s，年生态需水量为8.96亿m³；民和站年均生态流量为19.98 m³/s，年生态需水量为6.31亿m³。

生态流量保障率评估显示，享堂站1月保障率为98%，其余月份为100%；民和站在3月、8月、9月保障率为98%，其余月份为100%。总体来看，两河的水量基本满足生态需水要求，但灌溉期仍存在生态赤字，需引起重视。

• 研究总结

本研究系统评估了湟水流域在气候变化与人类活动双重影响下的生态水文情势演变，揭示了生态盈余与赤字在关键月份的显著变化，并明确了农业灌溉和调水工程对生态流量的影响。结合Pettitt突变检验、生态盈余/赤字分析、Tennant法等，构建了完整的生态水文评估框架；明确了灌溉期和调水工程对生态流量的关键影响时段；提出了科学可行的生态流量保障建议，包括优化农业用水、强化调水工程生态调度、建立流域水资源统一管理机制等。

研究建议未来应进一步加强生态需水研究，完善生态流量监测体系，推动跨流域调水工程与生态保护的协调发展，为黄河流域生态保护和高质量发展提供有力支撑。

原文链接：https://www.mdpi.com/2306-5338/11/10/168

• Hydrology 期刊介绍

主编： Ezio Todini, Italian Hydrological Society, Italy

期刊主题涵盖了河流水文学、湖泊水文学、沼泽水文学、冰川水文学、雪水文学、水文气象学、地下水水文学、区域水文学和海洋水文学等水文领域。目前，期刊已被ESCI、Scopus其他数据库收录。

2024 Impact Factor：3.2

2024 CiteScore：5.9

Time to First Decision：17.9 Days

Acceptance to Publication：2.8 Days

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/hydrology