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操玥,王世杰,白晓永,李汇文,王明明,吴路华.近百年中国西南降雨侵蚀力反演计算与时空格局演变.生态学报,2018,38(24):8766~8773 本文二维码信息
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近百年中国西南降雨侵蚀力反演计算与时空格局演变
Inversion calculation and spatial-temporal pattern of rainfall erosivity in southwestern China over one hundred years
投稿时间:2018-05-24  修订日期:2018-09-19
DOI: 10.5846/stxb201805241142
关键词降雨侵蚀力  百年  时空格局  趋势分析  中国西南
Key Wordsrainfall erosivity  over one hundred years  spatial-temporal pattern  trend analysis  southwestern China
基金项目国家重点研发计划(2016YFC0502102);中国科学院科技服务网络计划(KFJ-STS-ZDTP-036);"西部之光"人才培养计划(A类)(〔2018〕X);贵州省科技计划(2017-2966)
作者单位E-mail
操玥 中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室, 贵阳 550081
中国科学院大学, 北京 100049 
 
王世杰 中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室, 贵阳 550081
中国科学院普定喀斯特生态系统观测研究站, 安顺 562100 
 
白晓永 中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室, 贵阳 550081
中国科学院普定喀斯特生态系统观测研究站, 安顺 562100 
baixiaoyong@126.com 
李汇文 中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室, 贵阳 550081
中国科学院大学, 北京 100049 
 
王明明 中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室, 贵阳 550081
中国科学院大学, 北京 100049 
 
吴路华 中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室, 贵阳 550081
中国科学院大学, 北京 100049 
 
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摘要:
降雨侵蚀力(R)是评价降雨对土壤剥离、搬运侵蚀的重要指标,反映了降雨对土壤侵蚀的潜在能力,分析降雨侵蚀力百年尺度的演变过程对于探究区域生态安全格局具有十分重要的意义。基于CRU_TS4.01数据集中的逐月降雨数据,计算中国西南地区1901-2016年的降雨侵蚀力,分析其时空格局演变过程并基于像元进行了趋势分析。结果表明:(1)西南地区百年以来降雨侵蚀力空间分布与降雨量的分布基本一致,呈现出自西北向东南逐渐增加的空间分布格局;(2)中国西南有34.11%的地区百年平均降雨侵蚀力在4500-5500 MJ mm hm-2 h-1 a-1之间;(3)西南地区降雨侵蚀力在年内的集中度较高,各个地区在夏季(6-8月)和秋季(9-11月)的累计降雨侵蚀力占到了全年的75.84%-96.09%,其中季节最大降雨侵蚀力出现在西藏林芝地区的夏季,其贡献率达到了74.2%;(4)西南地区降雨侵蚀力在百年尺度上的年均值为4092.84 MJ mm hm-2 h-1 a-1,最高值(1915年)为4667.75 MJ mm hm-2 h-1 a-1,最低值(1992年)仅3639.63 MJ mm hm-2 h-1 a-1;(5)西南地区降雨侵蚀力年际变化存在明显的空间差异性,有47.59%的区域降雨侵蚀力呈现不同程度的减少趋势,32.91%的区域则呈现不同程度的增加趋势。为中国西南地区土壤侵蚀的防治、生态安全格局的形成及演化机制提供了理论和数据方面的参考。
Abstract:
Rainfall erosivity (R) is an important index for evaluating soil detachment and transport erosion, reflecting the potential ability of rainfall to erode soil. It is important to explore the evolution of R at the centennial scale to determine regional ecological security patterns. Based on the monthly rainfall data from the CRU_TS4.01 dataset, R in southwestern China from 1901 to 2016 was calculated in this paper and we further analyzed the evolution of the spatiotemporal pattern and pixel-based trend dynamics. Major findings are as follows:1) The spatial distribution of R in the southwestern China has been consistent with the distribution of rainfall, showing a spatial pattern that gradually increased from northwest to southeast. 2) In southwestern China, 34.11% of the region has a mean annual R of 4500 to 5500 MJ mm hm-2h-1 a-1. 3) R in southwestern China is highly concentrated during the year. The accumulated R in summer (June to August) and autumn (September to November) in each region accounted for 75.84% to 96.09% during the year. The seasonal maximum rainfall erosivity occurred in summer in the Nyingchi region of Tibet, with a contribution rate of 74.2%. 4) The mean value of R in southwestern China is 4098.84 MJ mm hm-2h-1 a-1, the highest level (appeared in 1915) was 4667.75 MJ mm hm-2h-1 a-1, and the lowest level (appeared in 1992) was only 3936.63 MJ mm hm-2h-1 a-1. 5) Spatial heterogeneity in R was found in southwestern China for 47.59% of the regions presenting a decreasing pattern and 32.91% that showed an increasing dynamic. This study provides theoretical and statistical references for the prevention and control of soil erosion, as well as the formation and evolution of ecological security patterns in southwestern China.
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