长江中下游降雨侵蚀力时空变化及其与植被覆盖的关系

作     者：王雪雯 董晓华 马耀明 龚成麒 魏冲 陈玲 安敏 

作者机构：三峡大学水利与环境学院 三峡库区生态环境教育部工程研究中心 中国科学院青藏高原研究所青藏高原地球系统与资源环境重点实验室地气作用与气候效应团队 中国科学院大学地球与行星科学学院 兰州大学大气科学学院 西藏珠穆朗玛特殊大气过程与环境变化国家野外科学观测研究站 中国科学院加德满都科教中心 中国科学院中国-巴基斯坦地球科学研究中心 三峡大学经济与管理学院 

出 版 物：《生态学报》 (Acta Ecologica Sinica)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：082802[工学-农业水土工程] 090707[农学-水土保持与荒漠化防治] 0907[农学-林学] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 09[农学] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：科技部科技基础资源专项、第二次青藏高原综合科学考察研究项目(2019QZKK0103) 欧洲空间局、中国国家遥感中心联合资助“龙计划”5项目(58516) 

主　　题：长江中下游流域 降雨侵蚀力 旋转经验正交函数 植被覆盖度 

摘      要：充分掌握大尺度流域降雨侵蚀力的时空变化特征对流域水土保持、防洪减灾和生态环境保护至关重要。基于长江中下游的119个气象站点57a逐日降雨资料，通过Xie模型计算各站降雨侵蚀力，使用旋转经验正交函数（REOF）法对降雨侵蚀力进行区域划分；结合Mann-Kendal检验、重标极差（R/S）法和相关性分析方法分析长江中下游降雨侵蚀力的时空变化特征，并揭示其与植被覆盖度之间的关系。结果表明：（1）长江中下游降雨侵蚀力整体呈上升趋势，年均降雨侵蚀力为5643MJ mm hm-2h-1。（2）不同季节降雨侵蚀力空间分布存在差异。冷季降雨侵蚀力空间分布不均，高值区主要集中在流域的西部和东北部，而暖季降雨侵蚀力则表现为以江西省为中心沿西北方向递减的空间分布格局，最大值和最小值出现在鄱阳湖环湖区（Ⅲ区）和长江干流武汉以下段及太湖水系（Ⅳ区）。（3）长江中下游相邻地理分区间降雨侵蚀力变化速率差异较大，降雨侵蚀力区域性差异显著。其中Ⅲ区、湘江及赣江流域（Ⅰ区）和Ⅳ区年均降雨侵蚀力呈显著增长趋势（P0.05）且未来将保持该趋势，为水土保持重点关注区域。（4）本研究所发现的长江中下游水土保持重点关注区域的降雨侵蚀力与植被覆盖度存在负相关。但值得注意的是Ⅰ区在冷季呈现正相关，而且其中的湘江上游流域出现显著正相关。研究表明降雨侵蚀力是影响地表侵蚀过程的关键因素，侵蚀性降水会影响植被覆盖情况，进而影响地表的侵蚀过程。因此在重点关注高降雨侵蚀力地区的同时还需加强植被保护工作。本研究结果可为长江中下游区域水土保持及生态环境保护工作提供科学依据。