洪水作为典型的水文极端事件之一，对于河流地貌、生态系统与经济发展具有显著的影响，同时会给社会带来巨大的生命与财产损失。作为短时间尺度内发生的极端事件，洪水的发生常常与极端降雨事件联系在一起。但是，大量研究表明，极端降雨事件的增加并不一定总会导致洪水事件的增加，洪水的发生还会受到人类活动影响下的流域水文泥沙过程变化的影响。当前，学界对于年到十年时间尺度土地利用变化驱动洪水发生的机制已经有了一定的认识。但是，对于长期土地利用变化影响下，涉及多个时间尺度的洪水变化趋势及规律，仍缺乏全面的理解。因此，探究洪水事件在历史时期土地利用变化驱动下的发展规律，有利于推动洪水归因分析的全面性以及未来洪水趋势预测的准确性。

基于上述目标，我们耦合植被生态模型（BIOME-BGC）与地貌演化模型（SPACE），对黄土高原渭河流域在过去5000年间的土壤含水量及其空间差异性、关中盆地内的河道淤积速率进行了数值模拟（图1）。通过对比有、无人类活动影响的两种模拟情景，计算了土地利用变化对于流域水文泥沙特征指标对模拟结果的贡献度，定量识别了流域全新世洪水多发期产生的主要驱动因素。

图1 全新世期间渭河流域土壤含水量(a)及其空间差异性(b)、关中盆地河道淤积速率(c)与黄河中游古洪水滞流沉积记录(d)

对比结果表明，渭河流域全新世期间洪水多发期，不仅受到极端降雨事件与高空间变异性气候条件的影响，同时也是流域水文泥沙特征持续变化的作用结果（图2）。其中，气候变化造成的流域土壤含水量增加以及其空间差异性减小，是4400-4000 BP期间流域洪水事件多发的主导因素；人类活动强度增加导致的河道淤积速率上升，是3400-2800 BP与2000-1400 BP流域洪水事件多发的主导因素。

图2 全新世期间渭河流域年均降雨量(a)、年均温(b)、农业用地面积占比(c)以及土地利用变化对于土壤含水量(d)及其空间差异性(e)与关中盆地河道淤积速率(f)的贡献度。

同时，通过对比流域沉积物厚度模拟结果和黄河中下游古洪水记录，我们认为全新世早期农业活动的活跃对于流域洪水事件的发生具有持续性影响：农业活动造成的土地利用变化，增加了区域的土壤侵蚀，进而导致河流泥沙量增加。增加的泥沙，在由上游向下游的传递过程中，会造成河道沿下游方向持续抬升，导致洪水事件发生的热点区域不断向下游扩散，最终增加下游地区的洪水发生频率（图3）。

图3 黄河中下游河道淤积扩张和洪水热点区域迁移联动概念图（a）与古洪水记录（b）

该研究受到国家自然科学基金重点项目、创新群体项目、第二次青藏高原综合科学考察研究专项的联合资助。研究成果以“The impacts of climate change, early agriculture and internal fluvial dynamics on paleo-flooding episodes in central China”为题发表于期刊《Science of the Total Environment》。第一作者是博士后陈浩；通讯作者为bwin王先彦教授与阿姆斯特丹自由大学Ronald van Balen教授，参与工作的还有来自bwin地理与海洋科学院的鹿化煜教授。