王 超

（1. 首都师范大学 城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地，北京 100048）

四川省降雨侵蚀力时空分布特征分析

王 超1

（1. 首都师范大学 城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地，北京 100048）

以四川省40个气象站点1971～2000年的逐日雨量资料为基础，采用降雨侵蚀力简易估算方法计算各站点的降雨侵蚀力，分析了四川省降雨侵蚀力的时空分布特征，研究了降雨侵蚀力时空分布规律，研究结果对该地区的水土流失预报和水土保持措施评价具有重要意义。

降雨侵蚀力；日雨量；时空分布；土壤侵蚀；四川省

降雨侵蚀力指降雨引起土壤侵蚀的潜在能力，是引起土壤侵蚀的主要因子之一。如何准确评估计算降雨侵蚀力，对于定量预报土壤流失、制定水土保持措施等具有重要价值。关于降雨侵蚀力指标，国内外很多学者进行了相关研究[1-6]，但目前还没有降雨侵蚀力时空分布特征的详细研究，因此，降雨侵蚀力时空分布规律具有重要的研究意义。

1 研究区概况

四川省位于我国大陆地形三大阶梯中的第一级和第二级，西高东低的特点十分明显，可以分为四川盆地和川西高原两大部分。由于受地理纬度和地形的影响，东西部气候条件差异很大，大致可分为三大气候区：四川盆地中亚热带湿润气候区；川西南山地亚热带半湿润气候区；川西北高山高原高寒气候区。年平均气温16.0～18.0℃；年均降雨量900～1 300 mm，盆地边缘山地降雨十分丰沛。降雨年内分配十分集中且具有明显季节变化，一般是夏季最多，冬季最少，70～75%的雨量集中在6～9月，且多暴雨，最大日降雨量可达300～500 mm。区内地貌复杂，以山地为主要特色，具有山地、丘陵、平原和高原4种地貌类型。由于降雨集中且强度大、山区和丘陵区面积大且坡度陡、岩性松软、岩层破碎、人口稠密、垦殖率高、天然植被破坏以及对水土保持工作的忽视等原因，区内水土流失十分严重。因此，在该区开展降雨侵蚀力的研究具有重要的现实意义。

2 资料和方法

本研究选取四川省40个气象站点的日雨量资料，数据来源于中国气象科学数据共享服务网，由于资料缺失等情况，将起止日期统一为1971-01-01～2000-12-31。对于个别数据缺测情况，采用邻近站点空间插补方法对其进行插补，以保证降雨资料序列的连续性和完整性。采用章文波等[1]基于日雨量资料建立的降雨侵蚀力简易估算方法计算降雨侵蚀力，利用克里金空间插值方法对各站点年均降雨侵蚀力进行空间插值，分析其空间分布状况。最后通过变异系数、趋势系数和极值比等指标分析R值的年际变化，通过各月R值占全年R值的百分比、集中度（R值最大的4个R值之和占全年R值的百分比）等指标分析R值的年内分布。

3 结果与分析

3.1 降雨侵蚀力的空间分布

对于水文气象数据，朱会义等[2]研究表明，克里金空间插值方法具有较好的效果。利用克里金插值方法对各站点年均降雨侵蚀力进行空间内插，得到四川省年均降雨侵蚀力的空间分布特征（图1）。由图1可以看出，各站点年均降雨侵蚀力总体趋势是由东南向西北递减，这与刘斌涛等[3]关于西南山区降雨侵蚀力的研究结果一致。各站点年均降雨侵蚀力分布在385～11 795 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1之间，平均为3 713 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1。最大值在中东部的雅安、峨眉山附近，最小值在西北部的石渠附近，极值比30.6，表明降雨侵蚀力的区域差异很大。

大致以木里、九龙、康定、小金、平武为界线，在界线的西北部，年均降雨侵蚀力较低，主要分布在350～2 000 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1之间，此区域主要位于川西高原，由于降雨量较小，土壤侵蚀以冻融侵蚀水蚀为主，属轻度水力侵蚀区；在界线的东南部，由于迎风坡的原因形成了3个降雨高值区，同时形成了降雨侵蚀力高值中心，这与年降雨量的分布特征基本相似。一区主要包括万源、广元、巴中、达县、阆中、内江、宜宾、泸州等四川盆地底部地区，年均降雨侵蚀力主要分布在5 000～8 000 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1之间；该区广泛出露侏罗-白垩系的紫红色砂岩，经过水流长期侵蚀切割后形成了起伏不平的丘陵，这类岩层风化后会形成紫色土壤，所以又称紫色丘陵区；由于山丘起伏、出露岩层比较松软、自然植被破坏严重、森林覆盖率低等原因，水土流失比较严重，属中强度水力侵蚀区。二区主要包括雅安、峨眉山、乐山等四川盆地外围山地区，年均降雨侵蚀力分布在8 000～12 000 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1之间；以雅安、峨眉山为中心，向四周逐渐递减；该区山高坡陡，耕地坡度大，开发建设破坏了地表植被，扰动了山体岩层地质结构，再加上很强的降雨侵蚀力，导致该区水蚀十分严重，属于强度水力侵蚀区。三区主要包括会理、木里、西昌、盐源等西南地区，年均降雨侵蚀力分布在4 000～6 500 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1之间；该区地形复杂，海拔多在1 000 m以上，耕地多为坡耕地，森林过伐，植被遭到破坏后难以恢复，荒山荒坡分布广泛，沟谷区滑坡泥石流发生频繁，再加上大规模的开发建设忽视水土保持，和较强的降雨侵蚀力，使得该区水土流失比较严重，属中强度水力侵蚀区。

图1 四川省多年平均降雨侵蚀力等值线图（审图号：GS（2008）1361）

3.2 降雨侵蚀力的时间变化

3.2.1 降雨侵蚀力的年际变化

表1 研究区各站点降雨侵蚀力年际变化特征

研究区各站点年均降雨侵蚀力的统计特征参数如表1。从表1可以看出，降雨侵蚀力的年际变化变异系数Cv的变化范围在0.19～0.51之间，平均值为0.35，属于中等程度变异；空间分布上在东北部和中西部较大，说明这些地区降雨侵蚀力年际变化特征明显。趋势系数平均为0.07，新龙、会理、盐源 等24个站点为正值，巴中、阆中、成都等16个站点为负值，空间分布上大致呈东部低、西部高的特点。以马尔康、小金、雅安、峨眉山和雷波为界线，在界线右边，趋势系数为负值，表明这部分地区降雨侵蚀力有减小的趋势；在界线左边，趋势系数为正值，表明这部分地区降雨侵蚀力有增加的趋势。整体上来说上升趋势更加显著。最大年R值为平均年R值的1.5～2.6倍，地区间差异不大，其中色达最小，稻城最大。最大年R值为最小年R值的2.7～10.4倍，其中甘孜最小，巴塘最大。

降雨侵蚀力是降雨引起土壤侵蚀的潜在能力，通过分析降雨侵蚀力的年际变化，能够阐明降雨侵蚀力的时间变化特征。由图2、3可以看出，四川省降雨侵蚀力的年际变化规律与降雨量的年际变化规律基本一致，二者的相关系数达到0.93。由图4知，全省年均降雨侵蚀力均值在2 600～4 600 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1之间变化，平均为3 712.7 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1。全省多年降雨侵蚀力存在一个5～8 a的周期变化。

图2 降雨量年际变化图

图3 降雨侵蚀力年际变化图

表2 各站点R值的年内分布特征

3.2.2 降雨侵蚀力的年内分布

研究区各站点R值的年内分布特征参数见表2。可以看出，年内R值主要分布在6～9月，集中度在73.78～94.93%之间，平均为84.18%，表明四川省降雨侵蚀力分布非常集中，连续4个月的R值占到全年的73%以上。10月至次年4月，连续7个月的R值仅占全年的7.6%左右，大部分地区11月至次年2月的R值为0。结合站点分布图1分析可以发现，集中度的整体趋势由东向西逐渐增加，在东部地区由南向北逐渐减少。占年R值比例大于10%的月份主要出现在6～9月，这在一定程度上指出了可能发生土壤侵蚀的时间。西北部的石渠、甘孜、道孚、马尔康、红原、小金、松潘、康定等8个站点R值最大月份出现在6月，约占年R值的25%，新龙、乐山、雷波、泸州等4个站点R值最大月份出现在8月，约占年R值的27.12%，其他全部28个站点R值最大月份均出现在7月，约占年R值的30.42%。这是各地最可能发生土壤侵蚀的时间，也是防止水土流失的关键时期。

研究区月均R值和月均降雨量的年内分布见图4。可以看出，R值的年内分布规律和降雨量的年内分布规律基本一致。二者的差异主要表现在：降雨量较小时，R值的比例稍小于降雨量的比例，在降雨量较大的6～8月，R值的比例大于降雨量的比例，也就是说R值的增加速度要大于降雨量的增加速度。

根据研究区月R值的年内分布状况，将月R值的年内分布划分为4个区域：一级区（7月）、二级区（6月、8月）、三级区（5月、9月）、四级区（11月至次年4月）。处于一级区和二级区的月份的降雨侵蚀力非常大，是土壤侵蚀的高发时段，要做好土壤侵蚀的防范工作。

图4 降雨侵蚀力R值和降雨量P的年内分布

4 结 语

1）四川省降雨侵蚀力在空间分布上，呈现出从东南到西北逐渐递减的趋势。大致以木里、九龙、康定、小金、平武为界线，在界线的西北部，属于川西高原高山高原高寒气候区，降雨量较小，年均降雨侵蚀力主要分布在350～2000 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1之间，属于中轻度水力侵蚀区。在界线东南部大致分为3 个区域，紫色丘陵区和川西南地区属于中强度水力侵蚀区，以雅安、峨眉山和乐山为中心的四川外围山地区，由于降雨侵蚀力很大、山高坡陡和岩石破碎等原因，属于强度水力侵蚀区。

2）研究区各站点变异系数平均为0.35，属于中等程度变异。趋势系数平均为0.07，空间分布上大致呈东部低西部高的特点。以马尔康、小金、雅安、峨眉山、和雷波为界线，在界线右边呈负趋势，左边呈正趋势。

3）降雨侵蚀力的年内分布主要集中在6～9月，约占全年的84%，降雨侵蚀力集中的时段是最可能发生土壤侵蚀的时间，也是大力防止水土流失的关键时期。月降雨侵蚀力一般在7月达到峰值，6月、7月和8月多暴雨，是土壤流失的高发时段，需要特别加强水土流失的防治工作。

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P208

B

1672-4623（2017）02-0111-04

10.3969/j.issn.1672-4623.2017.02.034

2015-04-28。

王超，硕士研究生，主要从土壤水模拟与监测方面的研究。