水文變異條件下長江源區生態流量研究

中圖分類號：P333 文獻標志碼：A 文章編號：1674-3075（2025）04-0106-13

無論是人類活動擾動較大的河流還是人為擾動較小的自然河流，氣候變化引起的極端氣候加劇，都會使河流水文過程顯著變異，導致水文序列分布發生改變，進而影響河流生態條件，導致河流生態系統退化（葉思露等，2023）。比如氣候變化對河流自然水文情勢產生顯著影響，水文情勢的改變會使河流生態系統失調，直接損害其生態功能。生態流量是維持河流基本生態功能和生態系統動態平衡的關鍵因素，在水文變異條件下對生態流量的研究有利于分析和評估河流生態系統健康狀況，是河流生態保護的基礎和前提（楊志峰等，2003；Heetal，2018；趙偉華等，2020；Mahmoodetal，2024；Wangetal，2024）。目前，部分學者對水文變異條件下東江、潦河、漾弓江干流等河道內生態流量開展了研究（肖才榮等，2016；王強等，2021；任藜等，2022）。劉劍宇等（2015）計算了考慮水文變異的鄱陽湖流域生態流量，發現撫河、贛江、修河等河流均存在不同程度的變異，且水文變異提高了生態需水滿足率。

長江源區是中國典型的高寒濕地生態系統和生物多樣性分布區，也是長江流域生態安全的屏障，具有水源涵養、生物多樣性保護等重要生態功能（Sunetal，2012；Yinetal，2021；潘佳佳等，2023）。在氣候變化和暖濕化的背景下，長江源區出現凍土退化、河流生態系統失調的現象，濕地生境朝著破碎化方向發展（馮月等，2022；Zhuangetal，2024）。生態流量是長江源區河流生態系統的重要指標，對其開展研究可為維持河流濕地生態系統健康提供依據（Webbetal，2018；Horneetal，2019；Heetal，2021；張輝等，2022）。

鑒于長江源區的高寒特征，目前其生態監測數據較少，獲取難度較大。針對長江源區生態流量的研究也較少，現有研究主要關注江源冰雪、凍土劇烈消融引起的徑流改變，或河流水文情勢變化（Mah-moodetal，2020；李光錄等，2022；羅玉等，2020；葉思露等，2023）?？傮w來說，目前鮮見關于水文變異條件下長江源區等高寒地區生態流量的研究，且水文變異前后長江源區生態流量的變化規律尚未明晰。因此，本研究選取長江源區為案例，開展水文變異條件下長江源區生態流量過程研究。在長江大保護背景下，該研究對維系整個長江的水生態平衡，推動中下游地區水資源改善及經濟社會可持續發展有著重要的意義。

1區域概況

長江源區 （32^°26^′～35^°53^′N，90^°13^′～97^°19^′E） 位于青藏高原中部青海省西南部（圖1），北有昆侖山脈，南鄰唐古拉山脈，兩側山脈海拔均在 6000m 以上，四周高而中間低。長江源區屬大陸性高原亞寒帶與高原寒帶氣候，冬長夏短，春秋相連，年平均氣溫 -5.3～3.3C ，生態環境敏感脆弱。長江源區包括通天河與巴塘河匯合口以上集水區域，直門達以上控制流域面積約為13.77萬 km² 。受人為活動及全球氣候變暖影響，長江源區出現草場退化、濕地退化等現象（王朕等，2017）。本研究采用長江源區控制站直門達1957一2016年水文站的實測逐日徑流資料。

2研究方法

2.1水文變異檢驗方法

變異前后的水文序列總體分布會發生顯著改變，因此在水文分析計算之前要對非一致性序列進行處理，其關鍵是尋找序列的變異點。變異點分析方法較多，本文采用Mann-Kendall（M-K）檢驗法尋找水文序列的變異點（Shadmanietal，2012）。

M-K法是一種非參數統計檢驗方法，能夠有效檢測氣候、水文時間序列的趨勢變化，并識別序列的變異點。該方法對于異常值的抗干擾能力較強。原理如下：對具有 n 個樣本的時間序列 x_i（i=1，2，… ，定義檢驗的統計變量 S

式中： ：x_j，x_k 分別為 j，k 年的樣本值，且 jgt;k 。當 n? 10時，檢驗統計變量 U_F 可以按下式估計：

式中： U_F 為一個正態分布的統計量；VAR（S）為方差。

在給定的顯著性水平 a 下，如果 |U_F|gt;U_F1-α/2 ，則拒絕原假設，即在 a 置信水平上序列存在明顯的上升或下降趨勢。

2.2生態流量計算

2.2.1水文學方法本研究采用的水文學方法主要有Tennent法、最小月平均流量法、 90% 保證率法（ Q90% 、最枯月平均流量（7Q10）法以及逐月流量頻率曲線（Texas）法等。其中，Tennant法汛期（5一9月）采用日均徑流量的 30% 作為維持大多數水生物種良好棲息地的生態流量，非汛期（10月一次年4月）采用日均徑流量的 10% 作為維持短期生存棲息地的生態流量（Tennant，1967）。最小月平均流量法將長江源區實測長序列徑流資料分為12個月份，選取每月流量序列的最小值作為該月的生態流量，從而得到全年的生態流量過程（陳曉璐等，2020）。 Q90% 采用將90% 保證率下對應的月平均流量作為生態流量。7Q10法以歷年最枯月平均流量進行 90% 保證率下的水文頻率分析，或近10年最枯月平均流量作為生態流量（徐偉等，2016）。Texas法采用年內各月徑流系列的 50% 保證率作為生態流量（Matthewsamp;Bao，1991）。

2.2.2基于生態適宜性理論的方法劉劍宇等（2015）基于生態適宜性理論，認為生物適應于出現頻率最高的環境因子。流量是河流生態系統最重要的環境因子，因此選取流量概率密度最大處作為適宜生物生長繁殖的生態流量（Mackenzieetal，2001）。由于不同概率分布函數對流量的擬合效果不同，本研究采用Log-Logistic分布、Weibull分布、Log-nor-mal分布等10種分布函數，對歷史各月流量序列進行擬合，并采用Kolmogorov-Smirnov（K-S）檢驗方法對擬合優度進行檢驗分析。

采用水文學方法和生態適宜性理論計算生態流量時，若流量序列存在水文變異點，則認為河道生態環境適應變異前的水文狀態，采用水文變異前的流量序列計算生態流量；若不存在水文變異點，則采用整個流量序列計算生態流量（張強等，2011）。

2.2.3流量時間方法自然的水文情勢對維持河流生物多樣性和生態完整性有著重要的作用（Poffetal，1997；Jowettamp;Biggs，2009），生態流量應維持河流自然的流量變化過程。Mathews和Richter（2007）將河流生態系統保護劃分為4個流量時期（表1）：洪水期、高脈沖期、平水期和枯水期。不同流量時期的河流生態系統具有不同的生態功能，需維持其特定生態功能的流量過程，即這4個流量時期分別需要特定的生態流量（Yinetal，2011；2012）。

2.3水文情勢改變評價方法

采用變異范圍法（RVA）定量水文情勢改變程度（Richteretal，1998；Cuietal，2010）。RVA方法選取了32個水文情勢改變指標（IHAs），用來全面反映水文情勢的擾動程度，如表2。這32個水文指標是河流研究中常用的水文統計指標，每年都會有1個取值，它們具有很大的生態相關性（Poffamp;Ward，1989）。

在變異范圍法中，將每個水文擾動指數的值分為3個區間，將擾動前指數值的第25＼～75百分位數定為目標區間，并將落在目標區間內的水文值頻率的擾動前后的差值作為該水文指數的擾動程度。每一個IHA的改變度用 D_m 表示，指氣候變化導致流量變化的改變程度。

D_m=|（N_m-N_e）/N_e|×100%

式中： D_m 為第 m 個IHA的水文情勢改變度； N_e 為第 m 個IHA期望出現的次數，由氣候變化前流量數據得到； N_m 為第 m 個IHA觀測到的次數，由模氣候變化后流量數據得到。

河流受氣候變化的整體影響，由水文情勢總體改變度 D 來表示：

式中： H 為水文情勢改變指標的數量； D 值在 0～ 33% 時為低度改變， 33%～67% 為中度改變， 67%～ 100% 為高度改變。

3結果與分析

3.1水文變異點檢驗

采用M-K檢驗法對1957—2016年直門達水文站徑流序列的趨勢變化進行突變檢驗（圖2）。結果顯示，該序列存在3個突變點，分別在1962、1966和2003年。這3個突變點將1957一2016年的徑流分為4個時間段。與1957—1962年相比，1963—1966年的年均徑流量增加了 35.56% ，1967—2003年較1963—1966年的年均徑流量減少了 19.39% ，2004—2016年相比1967—2003年的年均徑流量增加了 27% 。

由于前2個突變點時間過短，總體來說，直門達水文站徑流變化的主要突變點在2003年。李光錄等（2022）采用貝葉斯突變檢驗法對直門達水文站流量均值變異情況進行了檢驗，結果發現直門達站年均流量系列在2004年左右發生突變，在2004年以后呈現明顯增加態勢，這與本研究結果基本一致。

由此可見，長江源區受氣候變化影響，水文過程發生顯著變異（羅玉等，2019；邵駿等，2023），這勢必會對源區內生態系統造成不同程度的影響。

3.2長江源區生態流量分析

3.2.1水文學方法計算結果本研究分別采用Tennant法、最小月平均流量法、 90% 保證率（ （Q90% 法、最枯月平均流量（7Q10）法、逐月流量頻率曲線（Tex-as）法對長江源區的水文變異前的流量序列（1957—2003年）進行計算，得到生態流量結果見圖3。

不同水文學方法計算的各月份生態流量相差明顯，體現出各種計算方法的自身特點。Tennant法的計算結果成為1一4月、10一12月生態流量的內包線（最小值）； 90% 保證率的最枯月平均流量法結果基本上構成5一9月的內包線；Texas法的結果則是各方法的外包線。7Q10法和 Q90% 得到的生態流量各月相同，無法反映生態流量的月份差異。

水文學方法計算生態流量時，主要運用簡單的統計學手段表征復雜的水生生態系統，缺乏對水文-生態相互作用關系的考慮，且計算結果精度不高，過于單一化、靜態化（王琲等，2018；李強等，2024）。其結果為月尺度生態流量，難以準確反映天然河流日流量的動態變化規律。

3.2.2 基于生態適宜性理論的生態流量 采用Log-Logistic分布、Weibull分布、Log-normal分布等10種分布函數對直門達水文變異前（1957—2003年）各月流量序列進行擬合，擬合優度結果見表3和圖4。采用K-S檢驗方法進行擬合優度檢驗分析，擬合優度值越小，表示擬合效果越好。

不同月份最優分布函數存在差異，按月份進行水文序列的概率分析是必要的。各月流量序列中，1—2月選用伽馬分布，3一5月選用廣義極值分布，6月采用對數正態分布，7—11月采用逆Gaussian分布，12月采用Burr分布。

在此基礎上，得到各月的生態流量見表4。將該方法與最小月平均流量法、Texas法等常用水文學方法進行比較。根據圖3的比較發現：基于生態適宜性理論方法計算的是頻率最大處的流量，其結果介于最大值與最小值，且月趨勢與月平均流量一致，優于一般水文學方法計算結果。該計算結果可以滿足水生生物的正常需求，具有一定的合理性。

基于生態適宜性理論方法得到的是月尺度生態流量，每個月的生態流量是定值（易燃等，2023），無法體現水文過程在日尺度上的自然波動性和變化性，難以反映河流自然的水文情勢和自然的流量變化過程，更無法保證具有一定生態功能的流量過程。3.2.3流量時期法的生態流量采用考慮流量過程的4個流量時期方法，分別選取豐、平、枯水平年生態流量結果進行分析。最豐年、 25% 水文保障率、 50% 水文保障率、 75% 水文保障率和最枯年的徑流量過程和各流量時期的生態流量過程見圖5。隨著水文保障率的增加，洪水期生態流量發生時間逐漸縮短，高脈沖持續時間逐漸減少；最枯年洪水期持續時間只有幾天。水文年越枯，生態流量均值越小，且越難滿足生態需求。

m3/s

分析不同水平年的徑流量、生態流量均值以及生態流量均值占徑流量均值比例情況（表5）。5個水平年中， 25% 水文保障率（1962年）的生態流量均值占徑流量均值比例最大， 75% 水文保障率（2015年）占比最小。經分析，生態流量年均值與徑流年均值變化趨勢一致，且兩者相關性較高，相關系數為0.9324。

分析水文變異前后時段（2004年前后）發現，4個流量時期法以維持河流自然流量變化過程為目標，得到的生態流量結果受水文變異的影響不顯著。4個流量時期法考慮了不同流量時期的河流流量生態功能，采用體現水文過程自然波動性和變化性的流量過程，代替以往單一形式的生態流量值。該方法以維持河流生態系統結構與功能的健康為目標，提出了有意義的、可實施的關鍵水文時期，可作為估算指標以實現生態進程可持續發展。

4討論

4.1水文變異前后生態流量滿足程度

生態流量滿足程度（保證率）為研究時期內實測流量序列值大于生態流量值的天數與研究時期的總天數之比（劉中培等，2020；Guanetal，2021）。這里主要對基于生態適宜性理論和4個流量時期方法的生態流量滿足程度展開討論。

4.1.1生態適宜性理論下生態流量滿足率水文變異前后的生態流量滿足率見表6。變異前，各月生態流量滿足率在 53% 以上，即 53% 以上時間河流流量滿足生態需求，可保障河流生態系統的正常需水；變異后，所有月份的生態流量滿足率均有所提高。變異前后滿足率均值分別為 64% 和 85% ，整體平均提升 33.5% ，河流生態系統的正常需水得到更好保障。這是因為水文變異后長江源區暖濕化，氣溫升高、降雨量增加、冰川積雪融化（潘佳佳等，2023），河流徑流量增加（圖6），帶動滿足率提升。此外，變異前汛期滿足率 （69.7%） 整體高于非汛期 （59.9%） ，變異后兩者差異不大，且變異前后生態流量滿足率的變化率在汛期和非汛期分別提高 23% 和 41% 。

4.1.2流量時期法的生態流量滿足率采用4個流量時期法得到生態流量滿足程度見圖7。洪水期、高脈沖期和枯水期的生態流量保證率在歷史上均為100% ，平水期絕大多數年份保證率在 80% ，全年絕大多數年份保證率在 90% 以上。說明該方法得到的生態流量滿足效果顯著，優于基于生態適宜性理論的計算結果。

水文變異（2004年）前后的保證率分別為 97.98% 和 97.91% ，變化幅度不大。因此水文變異對4個流量時期方法的生態流量滿足程度影響較小。

全年和平水期均存在顯著低值，該低值出現在1989年，其生態流量保證率為 77.53% ，對應水文頻率1.67% （圖7a和7d））。繪制1989年徑流和生態流量過程（圖8）可見，平水期非汛期多數時段徑流量均低于生態基流（ADF）的 10% ，甚至汛期部分時段徑流量也低于ADF的 30% 。這是因為1989年是極豐水年，洪水期瞬時流量極高，整體拉高了ADF值，導致平水期多數時間徑流量小于生態基流，生態流量不能得到滿足。

部分年份枯水期的生態流量保證率存在缺損值，且集中于平水年和豐水年（圖7e）。分析所有缺損值年份徑流量發現，其每日徑流量最小值為 57.4m³/s 均大于歷史徑流量序列的第95百分位數 （57.1m³/s） 。這說明相較于歷史水平，這些年份均未出現枯水期。

4.2水文變異前后生態流量擾動

評價水文變異前后生態流量的擾動程度，可量化評估氣候變化對河流生態系統的影響，同時反映不同徑流成分的變化。本研究采用RVA方法，分析4個流量時期法的生態流量變化特征。水文變異前后，徑流量和生態流量的IHA各指標變化如圖9。兩者總體改變度分別為0.16和0.30，均為低度改變。

相比徑流量，生態流量的總體改變度更大，這可能是因為氣候變化對河流生態系統產生了較大的影響，生態流量對氣候變化更敏感。該結果表明：與分析徑流量的水文情勢相比，探究生態流量擾動程度更能體現氣候變化對河流生態系統的作用。氣候變化改變了河流自然的水文情勢，驅動水生態系統通過生態演變適應環境變化，河流生態需水（生態流量）規律隨之發生改變。同時，生態流量是河流生態系統的重要指標，分析氣候變化背景下的生態流量特征，有助于評估河流生態系統健康狀況。李澤君等（2021）分析了變化環境下韓江生態流量演變特征，同樣發現未來氣候下生態流量對氣候變化的響應將更加敏感。

從月均徑流量變化看，徑流量4、8、11、12月的平均月徑流呈中度改變，生態流量僅8月均值為中度改變，其他月平均值均為低度改變。但生態流量的其他指標中有5個指標是高度改變，分別是MA1F、MA3F、MA7F、MA30F、MPD。水文變異后，全年徑流量與生態流量的月平均流量均有所增加，表明長江源區河道內水生生物棲息可用水量增大，有利于提升水生生物生境（李光錄等，2022）。

流量極值變化方面，徑流量與生態流量各時段平均最小值、最大值的均值都有增加。水文變異后，高流量增加有利于提高水生生物棲息地的可利用性，為植物提供更廣泛的繁殖場所，低流量增加則更好保障源區水生生物的生態需水。生態流量高低流量的增加，更利于維持河道內生物多樣性和生態完整性。

MA1F、MA3F、MA7F、MA30F、MA90F、BASF等指標的改變度，均是生態流量高于徑流量。這些指標表征了流量的各種最大值特征，符合4個流量時期法的生態流量計算原理。在保障生態功能前提下，限制洪水期生態流量為平灘流量，雖然生態流量擾動程度變化較大，但可滿足生物洪水期的各種生態需求及河流生態功能，如為洪泛區魚類提供產卵、繁育場所。

年極端值出現時間上，生態流量的TMAM呈中度改變，徑流量的TMAM為低度改變，說明水文變異對生態流量的年最大流量出現時間影響較大，將在一定程度上影響水生生物棲息地及魚類洄游。

年高低流量脈沖頻次及歷時方面，生態流量的NHP和DHP為中度改變，徑流量的NHP和DHP為低度改變，表明水文變異對生態流量的高流量脈沖次數和持續時間影響較大，將給江源河道及沿岸生態環境帶來不確定影響。

流量變化次數及逆轉率上，生態流量的MPD為高度改變、MND為中度改變，徑流量的MPD和MND為低度改變，表明水文變異對生態流量的上升率和下降率影響顯著，會對魚類產卵和水生植物繁殖產生較大影響。該結果同樣表明，相較于徑流量，分析生態流量擾動程度更能體現氣候變化對河流生態系統的影響。

5結論

（1）長江源區直門達站存在3個顯著水文突變點（1962、1966、2003年），其中2003年為主要突變點，導致徑流量顯著增加（年均增幅 27% 。水文變異與區域暖濕化趨勢密切相關，冰川積雪融化和降水增加是徑流量上升的主因。

（2）采用水文學方法、生態適宜性理論和基于流量過程的4個流量時期方法計算了長江源區生態流量。前2個方法無法反映天然河流流量過程的自然波動性和變化性；而第3種方法考慮了不同流量時期河流的生態功能，體現了河流生態水文過程的動態變化，維護了河流生態系統的整體性。

（3）水文變異后（2004一2016年）各月生態流量滿足率均值由 64% 提升至 85% ，非汛期（1一4月、10—12月）增幅 （41%） 顯著高于汛期 （23%） 。徑流量增加使枯水期生態流量保障能力增強，有效緩解了水資源短缺對河流生態系統的脅迫。

（4）對比水文變異前后徑流量和生態流量的擾動情況，生態流量總體改變度更大，說明評價生態流量的擾動程度更能體現氣候變化對河流生態系統的影響。

參考文獻

小， 江生態需水量研究[J].人民珠江，41（2）：28-35.

馮月，白煒，張景然，等，2022.長江源區高寒沼澤草甸植物對 增溫的生理響應及適應性評價[J].草地學報，30（4）：790- 800.

FENG Y，BAI W， ZHANGJR， et al，2022. Evaluation of physiological response and adaptability of plants in alpine swamp meadows in the headwaters region of the Yangtze River to warming[J]. Acta Agrestia Sinica， 30（4）： 790- 800.

李光錄，樊立娟，2023.基于IHA-RAV法的長江源區生態水 文情勢變化[J].長江科學院院報，40（1）：37-42，50.

LI G L， FAN L J， 2023. Study on ecohydrological regime change in headwaters of the Yangtze River by using indicators of hydrologic alteration and range of variability approach[J]. Journal of Yangtze River Scientific Research Institute，40（1）： 37-42，50.

李強，王俏俏，陳紅麗，等，2024.生態流量方法應用現狀研究 [J].生態學報，44（1）：36-46.

LI Q， WANG Q Q， CHEN H L， et al， 2024. Progress and perspectives on ecological flow assessment methods in China [J]. Acta Ecologica Sinica， 44（1）： 36-46.

李澤君，黃本勝，邱靜，等，2021.變化環境下韓江生態流量演 變特征分析[J].水資源保護，37（5）：22-29.

LI Z J，HUANGB S， QIU J， et al， 2021. Analysis on evolution characteristicsof ecological flow ofHanjiangRiver under changing environment[J]. Water Resources Protection， 37 （5）： 22-29.

劉劍宇，張強，顧西輝，2015.水文變異條件下鄱陽湖流域的 生態流量[J].生態學報，35（16）：5477-5485.

LIU JY， ZHANG Q， GU X H，2015. Evaluation of ecological flow with considerations of hydrological alterations in the Poyang Lake basin[J]. Acta Ecologica Sinica，35（16）： 5477-5485.

劉中培，李鑫，竇明，等，2020.淮河干流河南段基本生態流量 保證率研究[J].華北水利水電大學學報（自然科學版）， 41（2）： 50-54， 71.

LIU ZP， LI X， DOU M， et al， 2020. Research on the guarantee rate of basic ecological flow in the main stream of the Huaihe River in Henan section[J]. Journal of North China University of Water Resources and Electric Power （Natural Science Edition）， 41（2）： 50-54， 71.

羅玉，秦寧生，周斌，等，2019.1961—2016年長江源區徑流量 變化規律[J].水土保持研究，26（5）：123-128.

LUO Y， QIN N S， ZHOU B， et al， 2019. Change of runoff in the source regions of the Yangtze River from 1961 to 2016 [J]. Research of Soil and Water Conservation，26（5）： 123- 128.

潘佳佳，郭新蕾，王濤，等，2023.長江源區年際冰水情變化及 其影響因子分析[J].中國水利水電科學研究院學報（中 英文），21（1）： 64-73.

PAN JJ， GUO X L，WANG T， et al，2023. River ice-flow situationsandinterannual variationsin thesourceregion of the Yangtze River on the Tibetan Plateau[J]. Journal of China Institute of Water Resources and Hydropower Research， 21（1）： 64-73.

任黎，高家琛，楊灝宇，等，2022.考慮水文變異的漾弓江干流 生態流量計算[J].人民長江，53（5）：82-87，100.

REN L， GAO J C， YANG H Y， et al，2022. Calculation of ecological flow in Yanggong River trunk stream considering hydrological variation[J]. Yangtze River， 53（5）： 82-87， 100.

邵駿，吳瓊，錢曉燕，等，2023.長江源區徑流季節性變化及其 與影響因素的多尺度相關分析[J].長江科學院院報，40 （7）： 172-178.

SHAO J， WU Q， QIAN X Y， et al， 2023. Seasonal runoff variation in source region of the Yangtze River and its multiscale correlation with influencing factors[J]. Journal of Changjiang River Scientific Research Institute， 40（7）： 172- 178.

王琲，肖昌虎，黃站峰，2018.河流生態流量研究進展[J].江西 水利科技，44（3）：230-234.

王強，夏瑞，鄒磊，等，2021.水文變異條件下潦河生態流量計 算研究[J].環境科學研究，34（3）：607-617.

WANG Q， XIA R， ZOU L， et al， 2021. Calculation of ecological flow in Liaohe River under hydrological alteration conditions[J]. Research of Environmental Sciences， 34（3）： 607-617.

王朕，梁川，張彥南，2017.青藏高原江河源區干濕變化特征 及影響因素分析[J].水電能源科學，35（2）：12-16.

WANG Z， LIANG C， ZHANG Y N，2017. Characteristics of dry and wet variation and its influences in the source region of the Yangtze and Yellow River in the Qinghai-Tibet Plateau[J]. Water Resources and Power， 35（2）： 12-16.

肖才榮，胡徵雨，陳成豪，等，2016.考慮水文變異的東江流域 河道內生態流量研究[J].水利水電技術（中英文），47 （10）： 62-66，133.

XIAO C R， HU Z Y， CHEN C H， et al， 2016. Study on ecoflow in river channel of Dongjiang River basin under consideration of hydrological variation[J]. Water Resources and Hydropower Engineering， 47（10）： 62-66，133.

徐偉，董增川，羅曉麗，等，2016.基于改進7Q10法的灤河生 態流量分析[J].河海大學學報（自然科學版），44（5）：454- 457.

XU W，DONG Z C，LUO X L， et al， 2016. Analysis of ecological flow inLuanhe River based on improved 7Q10 method [J].Journal of Hohai University （Natural Sciences）， 44（5）： 454-457.

葉思露，葉虎林，趙靜毅，等，2023.長江黃河源區不同徑流組 分變化及成因分析[J].中國農村水利水電，（6）：79-85，94.

YE SL，YE HL， ZHAO JY， et al， 2023. Variation and causal analysis of different runoff components in the source region of the Yangtze River and the Yellow River[J]. China Rural Water and Hydropower， （6）： 79-85， 94.

易燃，談廣鳴，常劍波，等，2023.基于分布流量法的長江宜昌 段生態需水研究[J].中國農村水利水電（12）：94-102.

YI R， TAN G M， CHANG JB， et al， 2023. Ecological water requirement in Yichang section of the Yangtze River based on distribution flow method[J]. China Rural Water and Hydropower， （12）： 94-102.

張輝，曾晨軍，李婷，等，2022.基于四大家魚產卵需求的漢江 中下游生態流量研究[J].水生態學雜志，43（3）：1-8.

ZHANGH，ZENG CJ，LIT，etal，2022.Ecological flow in the mid-lower Hanjiang River based on spawning demands of the four major Chinese carps[J]. Journal of Hydroecology， 43（3）： 1-8.

張強，李劍鋒，陳曉宏，等，2011.水文變異下的黃河流域生態 流量[J].生態學報，31（17）：4826-4834.

ZHANG Q， LI JF， CHEN XH， et al， 2011. Evaluation of the ecological instream flow in the Yellow River basin with hydrological alterations[J].Acta Ecologica Sinica， 31（17）： 4826-4834.

趙偉華，杜琦，郭偉杰，2020.基于底棲動物多樣性恢復的減 脫水河段生態流量核算[J].水生態學雜志，41（5）：49-54.

ZHAO W H， DU Q， GUO W J，2020. Establishing the ecological flow of dewatered river reaches based on restoration of macroinvertebrates diversity[J]. Journal of Hydroecology，41（5）： 49-54.

CUI B S， LI X， ZHANG K J， 2010. Classification of hydrological conditions to assess water allocation schemes for Lake Baiyangdian in North China[J]. Journal of Hydrology， 385 （1/2/3/4）： 247-256.

GUAN X J， ZHANG Y M， MENG Y， et al，2021. Study on the theories and methods of ecological flow guarantee rate index under different time scales[J]. Science of the Total Environment， 771： 145378.

HE S，LIU H R， ZHANG E Z， et al，2021. Is multicomponent environmental flow management always better than the fixed minimum flows for a river ecosystem？[J]. River Research and Applications， 37（8）： 1212-1222.

HE S，YIN X A， YU C X， et al， 2018. Quantifying parameter uncertainty in reservoir operation associated with environmental flow management[J]. Journal of Cleaner Production， 176： 1271-1282.

HORNE A C， NATHAN R， POFF N L， et al， 2019. Modeling flow-ecology responses in the anthropocene： challenges for sustainable riverine management[J]. BioScience，69 （10）： 789-799.

JOWETTIG， BIGGS B JF， 2009.Application of the‘natural flow paradigm’in a New Zealand context[J]. River Research and Applications， 25（9）： 1126-1135.

MACKENZIE A，BALL A S， VIRDEE SR，2001.Bios instant notesinecology[M].UK：BioscientificPublishersLtd：20-63.

MAHMOOD R，JIAS F，LVAF， et al，2020. A preliminary assessment of environmental flow in the three rivers' source region，Qinghai Tibetan Plateau， China and suggestions [J]. Ecological Engineering， 144： 105709.

MAHMOOD R， JIA SF，LV AF， et al， 2024.Environmental flow assessment， evaluation， and suggestions for dying riverine ecosystem of the transboundary Amudarya River， Central Asia[J].Ecological Indicators，158：111419.

MATHEWS R， RICHTER B D， 2007. Application of the indicators of hydrologic alteration software in environmental flow Setting1[J]. JAWRA Journal of the American Water Resources Association， 43（6）： 1400-1413.

MATTHEWS R C， BAO Y， 1991. The Texas method of preliminary instream flow determination[J]. Rivers，2（4）：295- 310.

POFF NL，ALLANJD，BAIN MB， et al， 1997. The natural flow regime[J]. BioScience， 47（11）： 769-784.

POFF N L， WARD J V，1989. Implications of streamflow variability and predictability for lotic community structure： a regional analysis of streamflow patterns[J]. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences， 46（10）： 1805-1818.

RICHTER B D， BAUMGARTNER J V， BRAUN D P， et al， 1998.A spatial assessment of hydrologic alteration within a river network[J]. Regulated Rivers： Research amp; Management，14（4）： 329-340.

SHADMANI，AROFIS，ROKNIAN，2012.Trendanalysisin reference evapotranspiration using Mann-Kendall andSpearman'srho testsinarid regionsof Iran[J].Water Resources Management，26（1）：211-224.

SUNT，YANGZ，SHENZ，etal，2012.Ecologicalwaterrequirements for the source region of China's Yangtze River under a range of ecological management objectives[J].WaterInternational，37（3）：236-252.

WANGDD，JIAYW，NIUCW，etal，2024.A multiplecriteriadecision-makingapproach forwaterallocationof environmental flows considering the value trade-offs -A case studyofFenRiverinChina[J].Scienceof the Total Environment， 912：169588.

WEBBJA，DE LITTLE SC，MILLERKA， et al， 2018.Quantifying and predicting the benefits of environmental flows：

combining large-scale monitoringdata and expert knowledgewithinhierarchical Bayesian models[J].Freshwater

Biology， 63（8）： 831-843.

YINJ，YUAN Z，LI T，2021. The spatial-temporal variation characteristics of natural vegetation drought in the Yangtze River source region，China[J]. International Journal of Environmental Research and Public Health，18（4）： 1613.

YIN X N， YANG ZF，PETTSG E， 2011. Reservoir operating rules to sustain environmental flows in regulated rivers[J]. WaterResourcesResearch，47（8）：W08509.

YIN X A， YANG Z F， PETTS G E， 2012. Optimizing environmental flowsbelow dams[J].River Research and Applications，28（6）： 703-716.

ZHUANGJC，LIYZ，BAIP， etal， 2024.Changed evapotranspiration and its components induced by greening vegetationintheThreeRivers Sourceofthe TibetanPlateau[J]. JournalofHydrology， 633：130970.

（責任編輯鄭金秀）

Ecological Flow Evaluation in the Source Region of Yangtze River Following Hydrological Alteration

HE Shan1，2， XU Jijun1，2， HONG Xiaofeng1.2

（1. Changjiang Water Resources Commission， Changjiang River Scientific Research Institute， Wuhan 430010，P.R. China; 2.Hubei Key Laboratory ofWater Resources amp; Eco-Environmental Sciences， Wuhan 430010，P.R. China）

Abstract： In this study， we explored patterns of ecological flow in the source region of the Yangtze River before and after hydrological alteration，aiming to provide a scientific basis for protecting river ecology. The study was based on the daily runoff series at Zhimenda hydrological station from 1957 to 2016.The Mann-Kendall test was used to identify significant hydrological alteration points，and hydrological methods （e.g.，Tennant method，7Q10 method），ecological suitability theory （fiting monthly runoff sequences with 10 probability distribution functions），and a four-flow period approach （classifying flood，high-pulse， normal-flow，and low-flow periods）were used to calculate ecological flows.The Range of Variability Approach （RVA） was applied to quantify the disturbance degree of ecological flows under hydrological alterations.Three significant hydrological alteration points （1962，1966，and 2003） were identified at Zhimenda hydrological station in the Yangtze River source region， with 2Oo3 being the primary impact year， triggering a 27% annual increase in runoff. Intensified glacial and snowmelt alongside increased precipitation were the dominant drivers of the increase in runof.The satisfaction rate of ecological flow， based on ecological suitability theory，improved by an average of 33.5% （ 23% increase in the flood season and 41% in the non-flood season）. In contrast， the satisfaction rate of ecological flow before and after alteration derived from the four-flow period approach improved by only 0.07% .The overall alteration degree of ecological flow （0.30） was significantly higher than that of runoff （O.16），particularly for extreme flow indices such as MA1F and MA3F. The four-flow period approach theoretically outperformed other methods by considering ecological functions across diferent flow periods.The disturbance degree of ecological flow beter reflected the impacts of climate change on river ecosystems，highlighting the need for dynamic assessment and management of ecological flow under altered hydrological conditions.

Key words： ecologicalflow; hydrological alteration; range ofvariability approach; the source region of the YangtzeRiver