中国降雨侵蚀力的时空分布及重现期研究

来源：北京师范大学

土壤侵蚀是指土壤颗粒在水力、风力、冻融或重力等外营力作用下，被破坏、剥蚀、搬运的过程。雨滴击溅地表，径流冲刷表层土壤、母质及破碎基岩，会造成土壤颗粒及营养物质流失，产生水土流失、面源污染等生态环境问题。土壤侵蚀模型是指导水土保持实践的有力工具。在美国通用土壤流失方程USLE（Universal Soil Loss Equation）和中国通用土壤流失方程CSLE（Chinese Soil Loss Equation）等土壤侵蚀模型中，降雨侵蚀力因子（R因子）反映降雨引起土壤侵蚀的潜在能力，与土壤、地形、植被覆盖和水土保持措施等因子共同作用，决定了一个地区实际的土壤流失量。

对于有降雨观测资料的地区，R因子计算需要精细的降雨过程资料，而此类资料通常难以获取，为此开展了很多基于常规降雨资料，如日雨量、月雨量、年雨量资料，估算降雨侵蚀力指标的工作；对于缺乏降雨观测资料的地区，需要利用有降雨资料地区计算的R因子，进行空间插值，绘制R因子空间分布图，获得全区域的R因子值，服务于整个区域的水土保持实践；年内最大次降雨侵蚀力或不同年份的降雨侵蚀力都存在年际变率，一般用重现期次降雨侵蚀力或重现期年降雨侵蚀力反映这种变率，服务于极端暴雨事件或极端降雨年份土壤流失量的评估。

地表过程与资源生态国家重点实验室殷水清副教授等采用中国中东部水蚀区18 个气象站1961(1971)－2000年逐分钟降雨数据以及全国774个气象站1961-2016年逐日降雨数据，利用交叉验证方法评估克里金空间插值方法的精度，得到全国多年平均年、多年平均24个半月和不同重现期（2年一遇、5年一遇、10年一遇、20年一遇、50年一遇和100年一遇）年和次降雨侵蚀力等值线图并分析其空间分布特征。

研究得到全国1 km网格精度多年平均年、多年平均24个半月、不同重现期年和次降雨侵蚀力空间分布图共37幅，可满足USLE和CSLE模型对R因子相关参数的输入要求。交叉验证方法表明克里金插值方法建立的侵蚀力空间分布模型精度较高，模型有效系数NSE大于等于0.74，偏差百分比PBIAS均为正，低于1%，均方根误差与观测值标准差的比值RSR均在0.51及以下。

研究结果发表在《农业工程学报》2019年第35卷第9期。为方便应用，读者可与殷水清（yinshuiqing@bnu.edu.cn）联系获得上述降雨侵蚀力因子相关数据。