云南省降雨侵蝕力時(shí)空分布與演變趨勢(shì)研究

陳正發(fā) 史東梅 何 偉 夏建榮 金慧芳 婁義寶

(1.西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，重慶 400715； 2.中國電建集團(tuán)昆明勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，昆明 650051)

云南省降雨侵蝕力時(shí)空分布與演變趨勢(shì)研究

陳正發(fā)1,2史東梅1何 偉2夏建榮2金慧芳1婁義寶1

(1.西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，重慶 400715； 2.中國電建集團(tuán)昆明勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，昆明 650051)

由于生態(tài)環(huán)境演變及人類活動(dòng)的影響，云南地區(qū)生態(tài)環(huán)境極度脆弱，土壤侵蝕強(qiáng)度大，侵蝕程度嚴(yán)重。降雨侵蝕力(R)是采用USLE/RUSLE模型進(jìn)行土壤侵蝕評(píng)估的重要參數(shù)，但目前針對(duì)云南地區(qū)R值的計(jì)算模型及適宜性方面的研究較少。本研究采用昆明氣象站1951—2010年共60 a逐日降雨數(shù)據(jù)，對(duì)中國南方地區(qū)常用的5種R計(jì)算模型在云南地區(qū)的適宜性進(jìn)行分析，篩選出適宜云南地區(qū)的R計(jì)算模型，并基于均勻分布于云南省的36個(gè)國家基本氣象站1951—2012年降雨觀測(cè)數(shù)據(jù)，分析云南省降雨侵蝕力時(shí)空分布與演變特征。研究表明: 在5種降雨侵蝕力計(jì)算模型中，模型B具有較好的穩(wěn)定性，且有效系數(shù)(Ef)最大，相對(duì)偏差系數(shù)(Er)最小，在云南地區(qū)有較好的適宜性。云南地區(qū)多年平均降雨量為1 106.84 mm，7個(gè)分區(qū)多年平均降雨量分布在745.83～1 533.33 mm之間，不同地區(qū)降雨量分布不均勻，季節(jié)分布集中在夏季，降雨空間分布呈現(xiàn)出自西南向東北遞減的趨勢(shì)。云南地區(qū)多年平均R為2 719.31 MJ·mm/(hm2·h)，7個(gè)分區(qū)多年平均R分布在1 837.23～3 949.12 MJ·mm/(hm2·h)之間，季節(jié)分布集中在夏季，空間分布也表現(xiàn)出自西南向東北遞減的趨勢(shì)。7個(gè)分區(qū)降雨侵蝕力趨勢(shì)系數(shù)分布在-0.34～-0.02之間，各分區(qū)近60 a來降雨侵蝕力均呈現(xiàn)出減小趨勢(shì)。本研究可為云南水土生態(tài)環(huán)境建設(shè)和土壤侵蝕模型構(gòu)建提供借鑒和參考。

降雨侵蝕力； 時(shí)空分布； 土壤侵蝕； 侵蝕危害性評(píng)價(jià)； 云南

引言

土壤侵蝕是一個(gè)全球性的環(huán)境問題，是當(dāng)今全球氣候變化研究的重要組成部分[1-2]。降雨是坡面水蝕的最根本動(dòng)力來源，降雨的強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間、雨滴特征等對(duì)坡面侵蝕過程有重要影響[3]。降雨是西南地區(qū)土壤侵蝕的主要?jiǎng)恿?，?duì)土壤侵蝕的監(jiān)測(cè)、評(píng)估、預(yù)測(cè)與控制具有重要意義[4]。很多土壤侵蝕研究集中在土壤侵蝕預(yù)測(cè)模型上。20世紀(jì)50年代末WISCHMEIER等[5-6]首次提出了通用土壤流失方程(USLE)，該方程包含降雨侵蝕力(R)在內(nèi)的六大因子。降雨侵蝕力與侵蝕過程存在密切關(guān)系[7]，是采用USLE/RUSLE模型進(jìn)行土壤侵蝕評(píng)估的重要參數(shù)。在USLE模型中，WISCHMEIER等根據(jù)美國的資料，提出以降雨總動(dòng)能與最大30 min雨強(qiáng)的乘積EI30作為降雨侵蝕力指標(biāo)，為降雨侵蝕力R的經(jīng)典算法[8]。由于資料來源的限制、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)整編困難等原因，各國對(duì)基于該模型的降雨侵蝕力研究主要集中在降雨侵蝕力的簡易計(jì)算模型、時(shí)空分布特征等方面。在國內(nèi)，很多研究人員對(duì)降雨侵蝕力簡易計(jì)算模型進(jìn)行了研究。王萬忠等[9]最早對(duì)中國降雨侵蝕力計(jì)算方法進(jìn)行了研究，章文波等[10]提出了全國基于日降雨量計(jì)算降雨侵蝕力的簡易算法，史志華等[11]在對(duì)武漢降雨侵蝕力特征與日降雨侵蝕力模型研究的基礎(chǔ)上，提出了適應(yīng)于武漢地區(qū)的降雨侵蝕力計(jì)算模型。盧喜平[12]、史東梅等[13]采用人工模擬降雨試驗(yàn)的方法，建立了重慶地區(qū)降雨侵蝕力計(jì)算的簡易公式。盡管很多模型在特定區(qū)域計(jì)算結(jié)果的精度得到了驗(yàn)證，但模型是否適宜于其他區(qū)域則有待進(jìn)一步研究。從云南省研究情況來看，楊子生[14]最早對(duì)云南省滇東北山區(qū)坡耕地降雨侵蝕力計(jì)算模型進(jìn)行了研究，提出了R計(jì)算模型。近年來，有研究人員對(duì)云南滇西北地區(qū)降雨侵蝕力變化特征[15]、云南省降雨侵蝕力時(shí)空分布[16]、降雨侵蝕力計(jì)算模型[17]等進(jìn)行了研究。這些研究選用的降雨侵蝕力計(jì)算模型大多直接引用其他學(xué)者研究成果，并未對(duì)模型的地區(qū)適宜性進(jìn)行深入評(píng)估，或已有研究僅適用于局部區(qū)域，降雨侵蝕力計(jì)算結(jié)果難以滿足預(yù)測(cè)要求。

此外，氣候變化可能引起降雨特征發(fā)生變化，這必將導(dǎo)致土壤侵蝕環(huán)境發(fā)生深刻改變[18]。在氣候變化對(duì)降雨侵蝕力的影響方面，國內(nèi)外研究主要借助于參數(shù)化或非參數(shù)化的長時(shí)間序列分析進(jìn)行，采用的分析方法主要有小波分析法、趨勢(shì)系數(shù)法、線性傾向估計(jì)法、累積距平、Mann-Kendall參數(shù)或非參數(shù)檢驗(yàn)分析法等[16-17]。目前，針對(duì)于云南地區(qū)全球氣候變化背景下侵蝕環(huán)境發(fā)生的演變方面所開展的研究較少。

根據(jù)2013年5月第一次全國水利普查水土保持公報(bào)，云南省土壤侵蝕以水力侵蝕為主，侵蝕嚴(yán)重程度居全國第二。本文在前人研究基礎(chǔ)上，對(duì)中國南方地區(qū)常用的5種降雨侵蝕力計(jì)算模型在云南地區(qū)的適宜性進(jìn)行分析，篩選出適宜于云南省降雨侵蝕力計(jì)算的模型，并采用均勻分布于云南省的36個(gè)國家基本氣象站1951—2012年間降雨數(shù)據(jù)，基于GIS空間插值技術(shù)，分析云南省降雨侵蝕力時(shí)空分布特征，討論氣候變化背景下云南省降雨侵蝕力的演變特征，以期為云南省水土生態(tài)環(huán)境建設(shè)和土壤侵蝕模型構(gòu)建、坡耕地水土流失綜合治理提供借鑒和參考。

1 資料與方法

1.1 研究區(qū)概況

云南地處中國西南邊陲，面積39萬km2，處于東亞季風(fēng)和南亞季風(fēng)交匯區(qū)，其中84%為山區(qū)、高原，丘陵僅占總面積10%，地形由山地向喀斯特地貌逐漸演變。由于生態(tài)環(huán)境演變及人類活動(dòng)的共同影響，中度生態(tài)脆弱性的類型區(qū)面積占了總面積的 32.02%，強(qiáng)度和極強(qiáng)脆弱的類型區(qū)面積占了總面積的53.63%[19-20]。云南省降雨充沛，但在時(shí)空上分布嚴(yán)重不均。此外，由于獨(dú)特的氣候和地貌特征，泥石流、山體滑坡等侵蝕形式也較為普遍，在一些地區(qū)和時(shí)段成為土壤侵蝕的主要形式，甚至造成極為嚴(yán)重的自然災(zāi)害。

1.2 研究方法及數(shù)據(jù)來源

1.2.1研究方法

(1)降雨侵蝕力計(jì)算模型

中國南方地區(qū)常用的降雨侵蝕力計(jì)算模型主要有以下5種：

模型A：WISCHMEIER等[6]建立的基于月降雨量的降雨侵蝕力模型

(1)

式中R——年降雨侵蝕力，MJ·mm/(hm2·h)

P——年降雨，mm

Pi——第i月降雨量，mm

模型B：盧喜平[12]、史東梅等[13]采用人工模擬降雨手段，建立了重慶地區(qū)降雨侵蝕力計(jì)算的月雨量模型

(2)

Ri=5.249AFi

(3)

式中Ri——第i月降雨侵蝕力，MJ·mm/(hm2·h)

模型C：史志華等[11]建立的修正日雨量模型為

(4)

式中Rj——第j月的降雨侵蝕力，MJ·mm/(hm2·h)

Pk——第j月第k天的日降雨量，mm

模型日侵蝕性降雨標(biāo)準(zhǔn)為12 mm。

模型D：CREAMS模型[21]為

(5)

式中Pt——第t日的日降雨量，mm

模型日侵蝕性降雨標(biāo)準(zhǔn)為12.7 mm。

模型E：章文波等[10]利用日降雨量計(jì)算降雨侵蝕力模型為

(6)

其中

(7)

α=21.586β-7.189 1

(8)

式中RL——半月時(shí)段降雨侵蝕力，MJ·mm/(hm2·h)

l——半月時(shí)段內(nèi)的天數(shù)

Pj——半月時(shí)段內(nèi)第j天的侵蝕性日雨量，須日雨量大于等于12 mm，否則以0計(jì)

α、β——模型待定參數(shù)

Pd12——日雨量12 mm以上(包括等于12 mm)的日平均雨量，mm

Py12——日雨量12 mm以上年平均雨量，mm

半月時(shí)段的劃分以每月15日為界，前15天作為一個(gè)半月時(shí)段，該月剩余部分作為另一個(gè)半月時(shí)段，這樣將全年依次劃分為24個(gè)時(shí)段。

(2)模型適宜性評(píng)價(jià)方法

為評(píng)價(jià)降雨侵蝕力計(jì)算模型的適宜性，本研究采用NASH等[22]于1970年提出的模型有效系數(shù)(Ef)和相對(duì)偏差系數(shù)(Er)來評(píng)價(jià)5個(gè)降雨侵蝕力模型計(jì)算結(jié)果的精度，計(jì)算公式為

(9)

(10)

式中Robs——模型計(jì)算的年降雨侵蝕力

Roal——基準(zhǔn)年降雨侵蝕力

Roalm——基準(zhǔn)年降雨侵蝕力的平均值

Robsn——模型計(jì)算的多年平均降雨侵蝕力

參照文獻(xiàn)[23]的方法，將5個(gè)模型計(jì)算得到的年降雨侵蝕力平均值作為該年度的基準(zhǔn)降雨侵蝕力值，將5個(gè)模型計(jì)算得到的多年(60 a)降雨侵蝕力平均值作為年基準(zhǔn)降雨侵蝕力的平均值。模型有效系數(shù)Ef越接近于1，表示模型計(jì)算結(jié)果與基準(zhǔn)值非常接近，模型計(jì)算精度較高。相對(duì)偏差系數(shù)(Er)越接近于0，表明模型計(jì)算值相對(duì)于基準(zhǔn)值的偏差越小，模型計(jì)算的結(jié)果越精確。

(3)趨勢(shì)變化分析方法

采用離差系數(shù)Cv和趨勢(shì)系數(shù)r兩項(xiàng)指標(biāo)來描述降雨侵蝕力年際變化特征，計(jì)算公式為

(11)

(12)

其中

(13)

式中n——年份序號(hào)

xi——第i年的降雨侵蝕力

離差系數(shù)Cv越大，說明年降雨侵蝕力波動(dòng)幅度越明顯；趨勢(shì)系數(shù)r為正時(shí)，表示降雨侵蝕力在研究時(shí)段內(nèi)有線性增加的趨勢(shì)，反之亦然，r絕對(duì)值的大小反映變化的快慢程度。

(4)季節(jié)和分區(qū)劃分

根據(jù)云南省氣候、地理特點(diǎn)，季節(jié)劃分為：3、4、5月為春季，6、7、8月為夏季，9、10、11月為秋季，12、1、2月為冬季。在人為加速侵蝕中，坡耕地土壤侵蝕是侵蝕泥沙的主要來源。為使云南地區(qū)降雨侵蝕力時(shí)空分布的研究與區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)特征保持一致性，本研究按照云南省綜合農(nóng)業(yè)區(qū)劃[24]，將云南劃分為7個(gè)分區(qū)，7個(gè)分區(qū)范圍如表1所示。

表1 云南省綜合農(nóng)業(yè)區(qū)劃分區(qū)范圍Tab.1 Scope of comprehensive agricultural zoning in Yunnan Province

(5)空間插值分析方法

空間插值分析基于ESRI ArcGIS 10.2軟件的地統(tǒng)計(jì)分析模塊下進(jìn)行。常用的插值法有反距離權(quán)重插值法(IDW)、多項(xiàng)式插值法(Spline)和克里金(Cokriging)插值法。采用交叉驗(yàn)證法評(píng)價(jià)3種方法的插值效果，其中，克里金插值法的平均相對(duì)誤差(MRE)、平均絕對(duì)誤差(MAE)、均方根誤差(RMSE)最小，說明克里金插值法精度最高。因此，本研究采用克里金插值法進(jìn)行空間插值分析。

1.2.2數(shù)據(jù)來源

昆明位于云南中部地區(qū)，其水文、氣象、土壤、地貌、植被等自然環(huán)境特征在云南省具有較好的代表性。本研究采用昆明氣象站1951—2010年60 a逐日觀測(cè)降雨數(shù)據(jù)作為降雨侵蝕力計(jì)算模型適宜性分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。在云南省降雨侵蝕力時(shí)空分布演變研究部分，采用分布于云南省的36個(gè)國家基本氣象站1951—2012年間的降雨觀測(cè)資料進(jìn)行分析。36個(gè)國家基本氣象站分布如圖1所示。由圖1可看出，36個(gè)國家基本氣象站較均勻地分布于云南省境內(nèi)。

圖1 云南省地形起伏狀況及氣象站點(diǎn)分布Fig.1 Terrain and rainfall observation stations in Yunnan Province

2 結(jié)果與分析

2.1 降雨侵蝕力R指標(biāo)計(jì)算模型適宜性分析

2.1.1不同計(jì)算模型的降雨侵蝕力結(jié)果比較

以昆明站1951—2010年60 a逐日觀測(cè)降雨數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分別采用5種模型計(jì)算降雨侵蝕力。圖2是不同降雨侵蝕力模型計(jì)算得到的R在1951—2010年的變化趨勢(shì)。由圖2可看出，不同降雨侵蝕力計(jì)算模型的年降雨侵蝕力變化幅度較大，計(jì)算的降雨侵蝕力分布在1 050～4 175 MJ·mm/(hm2·h)之間。總體上，5種降雨侵蝕力計(jì)算模型得到的R均隨著降雨量的增大而表現(xiàn)出增加趨勢(shì)；除模型A計(jì)算的R存在一定的不規(guī)則波動(dòng)外，其余模型R均呈現(xiàn)出一致的變化趨勢(shì)。模型A計(jì)算的R存在一定的不規(guī)則波動(dòng)，說明其計(jì)算的R對(duì)不同月份降雨量較為敏感。不同模型計(jì)算得到的R由大到小為模型E、模型D、模型B、模型A、模型C。其中，模型D和模型E計(jì)算得到的R差異較小，變化趨勢(shì)也接近一致，考慮到模型E的計(jì)算過程較為繁瑣，采用日雨量計(jì)算降雨侵蝕力時(shí)，可近似用模型D替代模型E。

圖2 昆明氣象站不同降雨侵蝕力R計(jì)算模型時(shí)間序列(1951—2010年)分布Fig.2 Time series (1951—2010) of R calculated by different R models in Kunming

2.1.2不同計(jì)算模型適宜性分析

在上述分析基礎(chǔ)上，計(jì)算不同侵蝕力模型的降雨侵蝕力均值、標(biāo)準(zhǔn)差、離差系數(shù)(Cv)、有效系數(shù)(Ef)、相對(duì)偏差系數(shù)(Er)等參數(shù)，如表2所示。由表2中可看出，在5種模型中，模型E計(jì)算得到的昆明地區(qū)多年平均降雨侵蝕力最大，達(dá)到了4 175 MJ·mm/(hm2·h)；最小值為模型C，多年平均降雨侵蝕力值為1 050 MJ·mm/(hm2·h)；5種模型計(jì)算的降雨侵蝕力均值為2 762 MJ·mm/(hm2·h)。5種模型最小值和最大值相差了近4倍，說明各模型計(jì)算的降雨侵蝕力差異較大。也進(jìn)一步說明在選用降雨侵蝕力簡易算法時(shí)，須對(duì)計(jì)算模型進(jìn)行地區(qū)適宜性分析，否則計(jì)算結(jié)果可能存在較大誤差。從計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)差來看，5種模型中，計(jì)算結(jié)果離散度最大的是模型E，最小的是模型C。從計(jì)算的離差系數(shù)(Cv)來看，計(jì)算結(jié)果波動(dòng)幅度最大的是模型A，波動(dòng)幅度最小的是模型B，說明模型B計(jì)算的降雨侵蝕力值具有較好的穩(wěn)定性。模型B的有效系數(shù)(Ef)達(dá)到0.83，為5種模型中的最大值，而相對(duì)偏差系數(shù)(Er)為0.07，為5種模型中最小值，說明模型B的精確度是5種模型中最高的。同時(shí)，模型B計(jì)算結(jié)果的偏差較小，說明模型B在云南地區(qū)有較好的適宜性。因此，本研究采用模型B來計(jì)算降雨侵蝕力。

表2 不同降雨侵蝕力R指標(biāo)計(jì)算模型適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果Tab.2 Evaluation on suitability of different R calculation models

2.2 降雨的時(shí)空變化特征

2.2.1降雨的季節(jié)分布

分布在云南省的36個(gè)站點(diǎn)多年平均降雨量為1 106.84 mm，多年平均降雨量分布在632.47～2 234.10 mm之間，最大值和最小值差異顯著，不同地區(qū)降雨分布不均勻。降雨量最大值出現(xiàn)在江城，最小值則出現(xiàn)在元謀。從降雨的季節(jié)分布來看，各站點(diǎn)降雨季節(jié)分布也不均勻。冬季降雨占全年降雨比重最小，僅為全年降雨量的4.87%；其次為春季，僅占全年降雨的11.95%；夏季降雨占全年降雨量比重最大，占到全年降雨量的53.97%，說明云南省降雨主要集中在夏季。這種降雨年際分布特征與云南省夏季頻繁發(fā)生洪澇、泥石流、山體滑坡等災(zāi)害有著密切關(guān)系，同時(shí)也與春季、冬季干旱現(xiàn)象頻發(fā)有關(guān)。此外，不同站點(diǎn)降雨量季節(jié)分布差異也較大。例如，春季降雨量比重分布在1.83%～39.32%之間，不同站點(diǎn)春季降雨量比例差異較大。

表3為不同分區(qū)降雨季節(jié)分布特征。從表3可看出，不同分區(qū)多年平均降雨量差異較大，降雨量分布在745.83～1 533.33 mm之間，不同分區(qū)多年平均降雨量由大到小依次為南部區(qū)、滇西區(qū)、滇西南區(qū)、滇東南區(qū)、滇西北區(qū)、滇中區(qū)、滇東北區(qū)。此外，各分區(qū)的降雨季節(jié)分布也較不均勻，年內(nèi)降雨主要集中在夏季，占比均超過了49.85%；春季和秋季降雨量分布差異相對(duì)較小，占比在13%～31%之間；7個(gè)分區(qū)冬季降雨量占比最小，比重均小于6.60%。云南省不同分區(qū)年降雨量和降雨的季節(jié)性分布差異較大，這也與云南省生態(tài)環(huán)境多樣性和景觀格局的特征有著十分緊密的聯(lián)系，對(duì)地區(qū)水土生態(tài)環(huán)境的影響作用更是顯著。

2.2.2降雨的年際變化

表4為不同分區(qū)降雨的標(biāo)準(zhǔn)差、離差系數(shù)等降雨特征參數(shù)。在7個(gè)分區(qū)中，標(biāo)準(zhǔn)差分布在127.08～199.54之間，其中最大值出現(xiàn)在滇西區(qū)，最小值出現(xiàn)在滇東北區(qū)，說明滇西區(qū)降雨年際差異最大，而滇東北區(qū)降雨年際差異最小。離差系數(shù)Cv反映數(shù)據(jù)系列波動(dòng)的大小特征，從表4中看出，Cv由大到小依次為滇中區(qū)、滇西區(qū)、滇東北區(qū)、滇西北區(qū)、滇西南區(qū)、滇東南區(qū)、南部區(qū)，說明滇中地區(qū)降雨的年際波動(dòng)最大，南部區(qū)的降雨年際波動(dòng)最小。

2.2.3降雨空間變化特征

圖3為云南省多年平均降雨量大小的空間分布。從圖3中可看出，南部區(qū)、滇西南區(qū)年降雨量最高，滇東北區(qū)、滇西北區(qū)的降雨量最小，降雨總體表現(xiàn)出從西南向東北方向遞減的趨勢(shì)。位于云南省南部的西雙版納、普洱等地區(qū)年降雨量最大，多年平均降雨量超過了1 400 mm，部分地區(qū)超過了2 000 mm，全年降雨量較為豐沛。位于西南部的臨滄、德宏部分地區(qū)的年降雨量也較大，多年平均降雨量超過了1 100 mm，集中分布在1 200～1 300 mm之間。昆明、楚雄、迪慶、昭通等地區(qū)的多年平均降雨量最小，集中分布在800～900 mm之間，這些地區(qū)年降雨量普遍偏小，從季節(jié)分布上看主要集中在夏季，在春季和冬季極易形成干旱災(zāi)害。

表3 云南省不同分區(qū)降雨季節(jié)分布特征Tab.3 Seasonal distribution of rainfall in different zoning of Yunnan Province

表4 不同分區(qū)降雨特征參數(shù)Tab.4 Rainfall parameters in different zoning

圖3 云南省多年平均降雨量空間分布Fig.3 Spatial distribution of average annual rainfall in Yunnan Province

圖4為云南省春、夏、秋、冬4個(gè)季節(jié)多年平均降雨量空間分布。從圖4中可看出，不同季節(jié)降雨空間分布存在顯著差異。在春季，除個(gè)別地區(qū)降雨量超過250 mm外，大多數(shù)地區(qū)的降雨量均在200 mm以下，其中最為顯著的特征是滇中區(qū)的降雨量最小，集中分布在150 mm以下。冬季降雨量在全年比重最小，各地區(qū)冬季的降雨量均少于140 mm，集中分布在60 mm以下，且冬季的降雨分布除南部區(qū)和滇西北區(qū)外，降雨分布趨近于春季，仍然表現(xiàn)為滇中區(qū)的降雨量最小。這一特征也進(jìn)一步解釋了滇中區(qū)在春季和冬季易發(fā)干旱災(zāi)害的原因。夏季和秋季降雨量在全年比重相對(duì)較大，降雨分布均呈現(xiàn)從西南向東北遞減的趨勢(shì)。

圖4 云南省不同季節(jié)降雨量空間分布Fig.4 Spatial distribution of rainfall in different seasons in Yunnan Province

2.3 降雨侵蝕力R時(shí)空分布特征

2.3.1降雨侵蝕力季節(jié)分布

分布于云南不同地區(qū)的36個(gè)站點(diǎn)多年平均降雨侵蝕力為2 719.31 MJ·mm/(hm2·h)，多年平均降雨侵蝕力分布在1 319.99～6 052.21 MJ·mm/(hm2·h)之間，最大值和最小值相差4.6倍，不同站點(diǎn)降雨侵蝕力差異顯著。降雨侵蝕力最大值出現(xiàn)在江城，最小值則出現(xiàn)在德欽。從降雨侵蝕力的季節(jié)分布來看，各站點(diǎn)降雨侵蝕力季節(jié)分布不均勻。從36個(gè)站點(diǎn)多年平均年內(nèi)分布來看，冬季降雨侵蝕力占全年比重最低，僅為1.55%；其次為春季，僅占全年降雨侵蝕力的11.95%；降雨侵蝕力所占比重最大的季節(jié)為夏季，占全年降雨侵蝕力的67.05%，說明云南省降雨侵蝕力主要集中分布在夏季，這與云南省降雨主要集中分布在夏季相一致。秋季降雨侵蝕力占全年比重為19.45%，比重僅次于夏季。此外，不同站點(diǎn)相同季節(jié)降雨侵蝕力分布差異也較大。例如，在春季降雨侵蝕力比重中，各站點(diǎn)的降雨侵蝕力比重分布在1.83%～39.32%之間，不同站點(diǎn)春季降雨侵蝕力所占比重差異較大。

表5為7個(gè)不同分區(qū)降雨侵蝕力季節(jié)分布特征。從表5可看出，不同分區(qū)多年平均降雨侵蝕力差異較大，分布在1 837.23～3 949.12 MJ·mm/(hm2·h)之間，不同分區(qū)多年平均降雨侵蝕力的大小依次為南部區(qū)、滇西區(qū)、滇西南區(qū)、滇東南區(qū)、滇西北區(qū)、滇中區(qū)、滇東北區(qū)，7個(gè)分區(qū)多年平均降雨侵蝕力的大小關(guān)系與多年平均降雨量大小關(guān)系基本一致；各分區(qū)的降雨侵蝕力季節(jié)分布也表現(xiàn)出極不均勻性，降雨侵蝕力主要集中在夏季，占比均超過了61%，滇東北區(qū)則達(dá)到了71.35%；秋季降雨侵蝕力占比僅次于夏季，分布在11.09%～23.67%之間；其次為春季，降雨侵蝕力占比分布在6.06%～18.05%之間；冬季降雨侵蝕力占比最小，占比均小于2.84%。通過上述分析可知，云南省不同分區(qū)的降雨侵蝕力主要集中在夏季。因此，夏季也成為云南省水力侵蝕的敏感期和集中期，在水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)中，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注夏季水力作用導(dǎo)致的土壤侵蝕。

2.3.2降雨侵蝕力空間分布特征

圖5為云南省多年平均降雨侵蝕力大小的空間分布。從圖5中可看出，位于南部區(qū)和滇西南區(qū)的西雙版納、普洱、臨滄、德宏等地的多年平均年降雨侵蝕力最高，而位于滇東北區(qū)的昭通、滇西北區(qū)的迪慶地區(qū)降雨侵蝕力最小，降雨侵蝕力空間分布總體表現(xiàn)出從西南向東北方向遞減的趨勢(shì)。位于南部區(qū)的瀾滄、江城、勐臘等地年降雨侵蝕力最大，多年平均降雨侵蝕力超過3 200 MJ·mm/(hm2·h)，處于降雨侵蝕力高值區(qū)。位于南部區(qū)的德宏、臨滄，滇西南區(qū)的普洱，以及滇西區(qū)的保山等地區(qū)的年降雨侵蝕力也較大，多年平均降雨侵蝕力超過了2 700 MJ·mm/(hm2·h)，集中分布在2 900～3 200 MJ·mm/(hm2·h)之間。滇中區(qū)的降雨侵蝕力相對(duì)較小，集中分布在2 200～2 500 MJ·mm/(hm2·h)之間。滇西北區(qū)、滇東北區(qū)多年平均降雨侵蝕力最小，集中分布在1 900～2 300 MJ·mm/(hm2·h)之間，屬降雨侵蝕力低值區(qū)。

表5 云南省不同分區(qū)降雨侵蝕力季節(jié)分布特征Tab.5 Seasonal distribution of R in different zoning of Yunnan Province

圖5 云南省多年平均降雨侵蝕力空間分布Fig.5 Spatial distribution of average annual R in Yunnan Province

圖6 云南省不同季節(jié)降雨侵蝕力空間分布Fig.6 Spatial distribution of R in different seasons in Yunnan Province

圖6為云南省4個(gè)季節(jié)降雨侵蝕力空間分布，可看出，不同季節(jié)降雨侵蝕力空間分布也存在顯著的差異。春季，除南部區(qū)、滇西南區(qū)以及滇東南區(qū)的部分地區(qū)降雨侵蝕力大于300 MJ·mm/(hm2·h)外，其余地區(qū)的降雨侵蝕力均較小，其中滇中區(qū)降雨侵蝕力最小，降雨侵蝕力小于250 MJ·mm/(hm2·h)。夏季降雨侵蝕力在全年比重最大，不同地區(qū)的降雨侵蝕力分布在1 078～2 652 MJ·mm/(hm2·h)之間，降雨侵蝕力分布呈現(xiàn)出從西南向東北遞減的趨勢(shì)。秋季降雨侵蝕力占比僅次于夏季，不同地區(qū)的降雨侵蝕力分布在288～873 MJ·mm/(hm2·h)之間，降雨侵蝕力分布也呈現(xiàn)出從西南向東北遞減的趨勢(shì)。冬季不同地區(qū)的降雨侵蝕力分布在4.4～111.0 MJ·mm/(hm2·h)之間，是4個(gè)季節(jié)中降雨侵蝕力最小的季節(jié)，滇中區(qū)仍然是降雨侵蝕力最小的地區(qū)。

2.4 降雨侵蝕力演變趨勢(shì)

表6為不同分區(qū)降雨侵蝕力年際變化特征參數(shù)。由表6可看出，7個(gè)分區(qū)計(jì)算得到的降雨侵蝕力標(biāo)準(zhǔn)差變化范圍為496.88～835.84，其中最大值出現(xiàn)在南部區(qū)，最小值出現(xiàn)在滇東北區(qū)，說明南部區(qū)降雨侵蝕力差異最大，而滇東北區(qū)降雨侵蝕力差異最小。不同地區(qū)的降雨侵蝕力離差系數(shù)Cv的變化范圍為0.22～0.32，其大小依次為滇中區(qū)、滇東北區(qū)、滇西區(qū)、滇西北區(qū)和滇西南區(qū)、滇東南區(qū)、南部區(qū)，說明滇中區(qū)降雨侵蝕力的年際波動(dòng)最大，南部區(qū)的降雨年際波動(dòng)最小。7個(gè)分區(qū)計(jì)算得到的趨勢(shì)系數(shù)均為負(fù)值，數(shù)值在-0.34～-0.02之間變化，說明從計(jì)算的降雨侵蝕力時(shí)間序列來看，不同分區(qū)的降雨侵蝕力均表現(xiàn)為減小的趨勢(shì)。不同分區(qū)的降雨侵蝕力趨勢(shì)系數(shù)絕對(duì)值大小依次為滇東北區(qū)、滇西南區(qū)、南部區(qū)、滇中區(qū)、滇東南區(qū)、滇西區(qū)、滇西北區(qū)，說明滇東北地區(qū)降雨侵蝕力減小的趨勢(shì)更為明顯，減小趨勢(shì)最弱的是滇西北區(qū)。從36個(gè)觀測(cè)站點(diǎn)來看，降雨侵蝕力趨勢(shì)系數(shù)為正值的站點(diǎn)有12個(gè)，僅占全部站點(diǎn)的1/3，其余站點(diǎn)除華坪外，降雨侵蝕力趨勢(shì)系數(shù)均為負(fù)值。在趨勢(shì)系數(shù)為正值的站點(diǎn)中，麗江、貢山2個(gè)觀測(cè)站點(diǎn)趨勢(shì)系數(shù)大于0.1，分別為0.164和0.125，表明這2個(gè)站點(diǎn)降雨侵蝕力增加的趨勢(shì)十分明顯。

表6 不同分區(qū)降雨侵蝕力年際變化特征參數(shù)Tab.6 Interannual variability parameters of R in different zoning

3 討論

3.1 降雨侵蝕力計(jì)算模型適宜性評(píng)價(jià)

降雨侵蝕力是采用USLE/RUSLE模型進(jìn)行土壤侵蝕預(yù)測(cè)和評(píng)估的重要參數(shù)，也是評(píng)價(jià)區(qū)域降雨徑流作用下潛在土壤侵蝕量的常用指標(biāo)。在USLE/RUSLE模型中，一般應(yīng)采用EI30指標(biāo)計(jì)算降雨侵蝕力。但在實(shí)際運(yùn)用中，EI30對(duì)降雨數(shù)據(jù)的觀測(cè)和整編要求較高，一定程度上限制了模型的推廣使用。解決這一問題的辦法之一是根據(jù)EI30計(jì)算結(jié)果建立基于年、月、日降雨量的R計(jì)算模型。這方面很多研究人員也作了大量研究，建立了很多適用不同區(qū)域的降雨侵蝕力計(jì)算模型。但這些模型往往具有區(qū)域適宜性，導(dǎo)致模型的推廣運(yùn)用存在較大的局限性。本研究也表明，同一地區(qū)不同計(jì)算模型計(jì)算得到的降雨侵蝕力值差異十分顯著。因此，在采用簡易型模型計(jì)算R時(shí)，必須對(duì)模型進(jìn)行適宜性評(píng)估，確認(rèn)模型精度滿足要求后才能引用，否則基于USLE/RUSLE模型進(jìn)行土壤侵蝕預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)時(shí)，會(huì)嚴(yán)重影響到計(jì)算結(jié)果的精度。GU等[16]在研究云南高原降雨侵蝕力時(shí)空分布特征時(shí)，直接引用模型E計(jì)算降雨侵蝕力，計(jì)算結(jié)果的精度有待進(jìn)一步檢驗(yàn)。此外，MA等[17]在云南地區(qū)KEJIE流域進(jìn)行的研究表明，YU和ROSEWELL提出的降雨侵蝕力計(jì)算模型比模型E具有更好的適宜性，但該研究成果能否適用于其他區(qū)域則需進(jìn)一步研究。本研究選擇在中國南方地區(qū)常用的5種降雨侵蝕力計(jì)算模型，分析5種模型在云南地區(qū)的適宜性，該項(xiàng)工作在地區(qū)降雨侵蝕力研究中具有一定的開創(chuàng)性。

3.2 氣候變化對(duì)云南省降雨侵蝕力的影響

氣候變化是當(dāng)今國際社會(huì)普遍關(guān)注的全球性問題，全球氣候變化不僅影響人類生存環(huán)境，而且也影響世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步。近100 a來地球氣候正經(jīng)歷一次以全球變暖為主要特征的顯著變化，這種變暖是由自然氣候波動(dòng)和人類活動(dòng)共同引起的。研究表明，云南省近50 a氣溫變化與全球、北半球、中國變化趨勢(shì)基本一致，全省降雨日數(shù)和雨季降雨量逐漸減少，暴雨、大暴雨頻率上升[25-26]。近46 a來云南省的年均降水量趨于減少，特別是夏季降水降幅明顯下降[27-28]。作為土壤侵蝕的主要驅(qū)動(dòng)因子，降雨在區(qū)域水土生態(tài)環(huán)境的演變中扮演著重要角色。而在氣候變化背景下，隨著降雨特征(時(shí)空分布、暴雨特征)的變化，降雨侵蝕力也隨著變化，并最終影響到水土生態(tài)環(huán)境的演變。從本文研究結(jié)果來看，云南省不同分區(qū)的降雨侵蝕力均表現(xiàn)為減小的趨勢(shì)。該研究結(jié)論與全球氣候變化背景下，云南省降雨日數(shù)和雨季降雨量逐漸減少的研究結(jié)論相一致。需要特別關(guān)注的是，氣候變化背景下暴雨、大暴雨頻率上升，這將導(dǎo)致降雨侵蝕力高值頻現(xiàn)，進(jìn)一步提高區(qū)域土壤侵蝕的危險(xiǎn)性。

4 結(jié)論

(1)在中國南方地區(qū)常用的5種降雨侵蝕力計(jì)算模型中，模型B計(jì)算的降雨侵蝕力具有較好的穩(wěn)定性，且有效系數(shù)(Ef)最大，相對(duì)偏差系數(shù)(Er)最小，計(jì)算結(jié)果精確度最高，在云南地區(qū)有較好的適宜性。

(2)云南省多年平均降雨量為1 106.84 mm，7個(gè)分區(qū)多年平均降雨量分布在745.83～1 533.33 mm之間，不同地區(qū)降雨分布不均勻，降雨主要集中在夏季；7個(gè)分區(qū)多年平均降雨量大小依次為南部區(qū)、滇西區(qū)、滇西南區(qū)、滇東南區(qū)、滇西北區(qū)、滇中區(qū)、滇東北區(qū)；不同季節(jié)降雨空間分布也存在差異，降雨分布呈現(xiàn)出從西南向東北遞減的趨勢(shì)。

(3)多年平均降雨侵蝕力2 719.31 MJ·mm/(hm2·h)，7個(gè)分區(qū)多年平均降雨侵蝕力分布在1 837.23～3 949.12 MJ·mm/(hm2·h)之間，降雨侵蝕力主要集中在夏季；7個(gè)分區(qū)降雨侵蝕力大小依次為南部區(qū)、滇西區(qū)、滇西南區(qū)、滇東南區(qū)、滇西北區(qū)、滇中區(qū)、滇東北區(qū)，總體表現(xiàn)出從西南向東北方向遞減的趨勢(shì)，不同季節(jié)降雨侵蝕力空間分布也存在顯著的差異。

(4)滇中區(qū)降雨侵蝕力年際波動(dòng)最大，南部區(qū)降雨年際波動(dòng)最??；降雨侵蝕力趨勢(shì)系數(shù)在-0.34～-0.02之間變化，7個(gè)分區(qū)降雨侵蝕力均表現(xiàn)為減小的趨勢(shì)；不同分區(qū)趨勢(shì)系數(shù)絕對(duì)值大小依次為滇東北區(qū)、滇西南區(qū)、南部區(qū)、滇中區(qū)、滇東南區(qū)、滇西區(qū)、滇西北區(qū)，滇東北地區(qū)降雨侵蝕力減小的趨勢(shì)最為明顯。

1 史德明.中國水土流失及其對(duì)旱澇災(zāi)害的影響[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào),1996,5(2):36-46.

SHI Deming.Soil erosion and its impact on drought and flood in China[J].Journal of Natural Disasters, 1996, 5(2):36-46.(in Chinese)

2 李景保,梁成軍,蔡松柏.論土壤侵蝕對(duì)山地致災(zāi)因子鏈的復(fù)合效應(yīng)——以湖南四水流域中上游地區(qū)為例[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2002,11(4):101-105.

LI Jingbao, LIANG Chengjun, CAI Songbai.Compound effect of erosion on mountain hazard chain: taking middle and upper drainage area of Four Rivers in Hunan Province as an example[J].Journal of Natural Disaster, 2002, 11(4):101-105.(in Chinese)

3 李桂芳,鄭粉莉,盧嘉,等.降雨和地形因子對(duì)黑土坡面土壤侵蝕過程的影響[J/OL].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào), 2015, 46(4): 147-154,182.http:∥www.j-csam.org/jcsam/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20150422&flag=1.DOI：10.6041/j.issn.1000-1298.2015.04.022.

LI Guifang, ZHENG Fenli, LU Jia, et al.Effects of rainfall and topography on soil erosion processes of black soil hillslope[J/OL].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery,2015,46(4):147-154,182.(in Chinese)

4 LIU Bintao, TAO Heping, SONG Chuanfeng, et al.Temporal and spatial variations of rainfall erosivity in southwest China from 1960 to 2009[J].Advances in Earth Science, 2012, 27(5):499-509.

5 WISCHMEIER W H, SMITH D D.Predicting rainfall erosion losses from cropland east of the Rocky Mountains[M].USDA Agricultural Handbook, No.282,1965.

6 WISCHMEIER W H，SMITH D D.Predicting rainfall erosion losses: a guide to conservation planning[M].USDA Agriculture Handbook，No.537,1978.

7 付金霞,張鵬,鄭粉莉,等.河龍區(qū)間近55 a降雨侵蝕力與河流輸沙量動(dòng)態(tài)變化分析[J/OL].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào), 2016, 47(2): 185-192,207.http:∥www.j-csam.org/jcsam/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20160224&flag=1.DOI：10.6041/j.issn.1000-1298.2016.02.024.

FU Jinxia, ZHANG Peng, ZHENG Fenli, et al.Dynamic change analysis of rainfall erosivity and river sediment discharge of Helong reach of the yellow river from 1957 to 2011[J/OL].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2016, 47(2):185-192,207.(in Chinese)

8 USDA Agricultural Research Service.Predicting soil erosion by water: a guide to conservation planning with the revised universal soil loss equation(RUSLE)[M].Agriculture Handbook,No.703,2000.

9 王萬忠,焦菊英,郝小品,等．中國降雨侵蝕力R值的計(jì)算與分布(Ⅱ)[J].土壤侵蝕與水土保持學(xué)報(bào),1996,2(1):29-39．

WANG Wanzhong, JIAO Juying, HAO Xiaopin, et al.Distribution of rainfull erosivityRvalue in China(Ⅱ)[J].Journal of Soil Erosion and Soil Conservation,1996,2(1):29-39．(in Chinese)

10 章文波,謝云,劉寶元.利用日雨量計(jì)算降雨侵蝕力的方法研究[J].地理科學(xué),2002,22(6):705-711.

ZHANG Wenbo, XIE Yun, LIU Baoyuan.Rainfall erosivity estimation using daily rainfall amounts[J].Scientia Geographica Sinica, 2002, 22(6): 705-711.(in Chinese)

11 史志華,郭國先,曾之俊,等.武漢降雨侵蝕力特征與日降雨侵蝕力模型研究[J].中國水土保持,2006(1)：22-24．

SHI Zhihua, GUO Guoxian, ZENG Zhijun, et a1.Study on rainfall erosivity of the characteristics and daily rainfall erosivity model in Wuhan City[J].Soil and Water Conservation in China，2006(1)：22-24.(in Chinese)

12 盧喜平.紫色土丘陵區(qū)降雨侵蝕力模擬研究[D].重慶:西南大學(xué),2006.

LU Xiping.Simulation of rainfall erosivity in purple soil hilly region[D].Chongqing:Southwest University, 2006.(in Chinese)

13 史東梅,江東,盧喜平,等.重慶涪陵區(qū)降雨侵蝕力時(shí)間分布特征[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2008,24(9)：16-21.

SHI Dongmei, JIANG Dong, LU Xiping, et al.Temporal distribution characteristics of rainfall erosivity in Fuling district[J].Transactions of the CSAE, 2008, 24(9)：16-21.(in Chinese)

14 楊子生．滇東北山區(qū)坡耕地降雨侵蝕力研究[J].地理科學(xué),1999,19(3):265-270.

YANG Zisheng.A study on erosive force of rainfall on sloping cultivated land in the northeast mountain region of Yunnan Province[J].Scientia Geographica Sinica, 1999, 19(3):265-270.(in Chinese)

15 趙平偉，郭萍.1980—2013年滇西北地區(qū)降雨侵蝕力變化特征[J].地理科學(xué),2015,35(10):1306-1311.

ZHAO Pingwei, GUO Ping.Spatial and temporal variations of rainfall erosivity in northwest Yunnan Province[J].Scientia Geographica Sinica, 2015,35(10):1306-1311.(in Chinese)

16 GU Zhijia, DUAN Xingwu, LIU Bing, et al.The spatial distribution and temporal variation of rainfall erosivity in the Yunnan Plateau, Southwest China: 1960—2012[J].Catena, 2016(145): 291-300.

17 MA Xing, HE Yandong, XU Jianchu, et al.Spatial and temporal variation in rainfall erosivity in a Himalayan watershed[J].Catena, 2014(121):248-259.

18 SEYED H R S.Trend analysis of the rainfall erosivity index at different time scales in Iran[J].Nat Hazards, 2015,77:383-404.

19 趙珂,饒懿,王麗麗,等.西南地區(qū)生態(tài)脆弱性評(píng)價(jià)研究——以云南、貴州為例[J].地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù),2004,15(2):38-42.

ZHAO Ke, RAO Yi, WANG Lili, et al.Evaluation of ecological fragility in southwest of China [J].Journal of Geological Hazards and Environment Preservation,2004,15(2):38-42.(in Chinese)

20 何云玲,張一平.云南省生態(tài)環(huán)境脆弱性評(píng)價(jià)研究[J].地域研究與開發(fā), 2009, 28(2):108-111.

HE Yunling, ZHANG Yiping.Study on the assessment of ecological environment vulnerability in Yunnan Province[J].Areal Research and Development, 2009, 28(2):108-111.(in Chinese)

21 KNISEI W G.CREAMS: a field scale model for chemical, runoff and erosion from agricultural management systems[J].USDA Conservation Research Report,1980,26(5):133-138.

22 NASH J E，SUTCLIFFE J V．River flow forecasting through conceptual models, part 1: a discussion of principles[J].Journal of Hydrology,1970,10(3):282-290.

23 田剛,梁音,陳效民,等.幾種降雨侵蝕力模型在瀲水河流域的對(duì)比研究[J].土壤學(xué)報(bào)，2010, 47(1):7-12.

TIAN Gang，LIANG Yin，CHEN Xiaomin，et al.Comparative study on several rainfall erosiveness models in Lianshui basin[J].Acta Pedologica Sinica, 2010, 47(1):7-12.(in Chinese)

24 云南省農(nóng)業(yè)區(qū)劃委員會(huì)辦公室.云南省地綜合農(nóng)業(yè)區(qū)劃簡編[M].昆明:云南人民出版社,1999.

25 程建剛,解明恩.近50年云南區(qū)域氣候變化特征分析[J].地理科學(xué)進(jìn)展, 2008, 27(5):19-26.

CHENG Jian’gang, XIE Ming’en.The analysis of regional climate change features over Yunnan in recent 50 years[J].Progress in Geography, 2008, 27(5):19-26.(in Chinese)

26 吳志杰.城市化對(duì)云南高原中部區(qū)域氣候變化的影響研究[D].昆明：云南大學(xué), 2015.

WU Zhijie.Impacts of urbanization on climate change in the central region of Yunnan Plateau[D].Kunming:Yunnan University,2015.(in Chinese)

27 LI Yungang, HE Daming, HU Jinming，et al.Variability of extreme precipitation over YP, China 1960—2012[J].International Journal of Climatology,2015, 35(2):245-258.

28 劉瑜, 趙爾旭,黃瑋,等.云南近46年降水與氣溫變化趨勢(shì)的特征分析[J].災(zāi)害學(xué), 2010, 25(1):39-44.

LIU Yu，ZHAO Erxu，HUANG Wei，et al.Characteristic analysis of precipitation and temperature trend in Yunnan Province in recent 46 years[J].Journal of Catastrophology, 2010, 25(1):39-44.(in Chinese)

Spatial-temporalDistributionandTrendofRainfallErosivityinYunnanProvince

CHEN Zhengfa1,2SHI Dongmei1HE Wei2XIA Jianrong2JIN Huifang1LOU Yibao1

(1.CollegeofResourcesandEnvironment,SouthwestUniversity,Chongqing400715,China2.KunmingEngineeringCorporationLimited,POWERCHINA,Kunming650051,China)

Due to ecological changes and human activities, the ecological environment has become extremely fragile with the soil seriously eroded.Rainfall erosivity (R) is an important parameter for forecasting soil erosion by using the USLE/RUSLE.However, there were few studies focusing on the suitability of simpleRcalculation models for Yunnan Province.Using the daily rainfall data from 1951 to 2010 in Kunming, a suitable calculation model ofRfor Yunnan Province were selected according to suitability analysis on five models which were commonly used in the southern parts of China, and the temporal and spatial distribution characteristics of rainfall and rainfall erosivity were also analyzed according to rainfall data collected by 36 meteorological stations distributed evenly in Yunnan Province.Through the suitability analysis, in the five kinds of rainfall erosivity calculation models, model B was the most suitable ones for Yunnan Province because of its better stability, the largest effective coefficient (Ef) and the smallest relative deviation (Er).Yunnan Province recorded an average annual rainfall of 1 106.84 mm, and the average annual rainfall of seven regions changed between 745.8 mm and 1 533.3 mm.The distribution of rainfall in different seasons was not uniform, and the rainfall was mainly concentrated in summer which accounted for 53.97% of annual rainfall.Rainfall was unevenly distributed in different regions, which showed a decreasing trend from southwest to northeast in Yunnan Province.The average annual rainfall erosivity of Yunnan Province was 2 719.31 MJ·mm/(hm2·h), and the average annual rainfall erosivity of seven regions ranged between 1 837.23 MJ·mm/(hm2·h) and 3 949.12 MJ·mm/(hm2·h).The seasonal distribution of rainfall erosivity was uneven.Rainfall erosivity was concentrated in summer which accounted for 67.06% of annual rainfall erosivity.There was also a significant difference in the spatial distribution of rainfall erosivity, and it also showed a decreasing trend from southwest to northeast.The trend index of rainfall erosivity varied from -0.34 to -0.02，which showed a decreasing tendency in nearly 60 years in different regions.This paper could provide some references for improving soil and water ecological environment and developing soil erosion models of Yunnan Province.

rainfall erosivity; spatial-temporal distribution; soil erosion; soil erosion harmfulness evaluation; Yunnan

10.6041/j.issn.1000-1298.2017.10.026

S157.1

A

1000-1298(2017)10-0209-11

2017-06-05

2017-08-08

公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)(201503119-01-01)

陳正發(fā)(1985—)，男，博士生，中國電建集團(tuán)工程師，主要從事水土生態(tài)工程研究，E-mail: chenzhengfa2013@163.com

史東梅(1970—)，女，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事土壤侵蝕與流域治理研究，E-mail: shidm_1970@126.com