1960―2017年秦嶺南北地區(qū)降雨侵蝕力的時空變化特征研究

蘆鑫，殷淑燕，高濤濤

（陜西師范大學(xué)地理科學(xué)與旅游學(xué)院，陜西西安710119）

水土流失是導(dǎo)致土壤退化的主要原因，根據(jù)《第一次全國水利普查水土保持情況公報》，截至2011年12月31日，全國水土流失總面積達(dá)2.9491×106km2，其中水力侵蝕面積為1.293 2×106km2，水力侵蝕面積占土壤侵蝕總面積的43.85%，占我國國土總面積的13.47%。其中重點防護(hù)區(qū)漢江上游水土流失面積達(dá)834.62 km2，陜西省子午嶺水土流失面積達(dá)373.28 km2，岷江上游水土流失面積達(dá) 4 018.30 km2，均以水力侵蝕為主［1］。降雨是引起土壤水力侵蝕的主要動力因子之一，以雨滴擊濺和徑流剝蝕等形式作用于地表，導(dǎo)致土壤侵蝕［2］。 將降雨引起土壤侵蝕的潛在能力定義為降雨侵蝕力（rainfall erosivity），其與不同區(qū)域的降雨量、降雨強(qiáng)度、降雨歷時及區(qū)域海拔、地形地貌有關(guān)［3］。準(zhǔn)確評估不同雨量對土壤侵蝕的潛在影響，對土壤侵蝕的調(diào)查、預(yù)報及水土保持規(guī)劃的合理制定等具有重要意義［4-6］。

秦嶺是我國重要的地理分界線，南北地區(qū)的地形地貌、氣候類型差異較大。秦嶺以南漢水流域上游和巴巫谷地、秦嶺以北黃土高原等地區(qū)均為我國水土流失重災(zāi)區(qū)，降雨侵蝕力研究對秦嶺南北地區(qū)土壤侵蝕與水土流失監(jiān)測有重要意義。目前，秦嶺南北地區(qū)降雨侵蝕力問題已受眾多學(xué)者的關(guān)注。研究指出：秦嶺以北大部分地區(qū)降雨侵蝕力呈不同速率減緩，黃土高原、關(guān)中平原降雨侵蝕力主要集中于汛期（7―9月），秦嶺北麓5―10月均有可能產(chǎn)生，且降雨侵蝕力潛在危險由南向北遞增［7-8］。秦嶺以南大部分地區(qū)降雨侵蝕力呈不同速率增長，且區(qū)域內(nèi)降雨侵蝕力地域差異顯著，降雨侵蝕力高值區(qū)對應(yīng)大雨和暴雨中心；四川省西部、西北部和湖北省等年際波動較明顯［9-11］?，F(xiàn)有的針對秦嶺南北地區(qū)降雨侵蝕力的研究，多以年、季、月等為時間尺度分析典型地區(qū)降雨侵蝕力的時空特征，而對秦嶺南北地區(qū)降雨侵蝕力整體的對比分析及不同雨量產(chǎn)生的降雨侵蝕力變化特征分析較少。鑒于此，本文基于1960―2017年秦嶺南北地區(qū)47個氣象站點的日降雨量資料，采用章文波等的日雨量估算侵蝕力模型，分析秦嶺南北地區(qū)年均降雨侵蝕力與不同雨量降雨侵蝕力的時空變化特征，以期為秦嶺南北地區(qū)水土保持工作提供參考。

1 資料與方法

1.1 研究區(qū)概況

秦嶺南北地區(qū)地跨30°N～36°N，105°E～114.5°E，以秦嶺為界，分秦嶺以北、秦嶺南玻、漢水流域、巴巫谷地4大地貌與氣候區(qū)，南北間跨度較大，氣候差異明顯。研究區(qū)降水量差異較大，秦嶺以北降水量為500～800 mm，秦嶺南坡為600～800 mm，漢水流域為800～1 200 mm，巴巫谷地為1 000～1 400 mm。

1.2 資料來源

從中國氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)（http：//cdc.cma.gov.cn/index.jsp）收集了秦嶺南北地區(qū)時間序列滿足1960―2017年58 a完整序列長度的47個氣象站點逐日降雨量資料，采用降雨侵蝕力估算模型，計算秦嶺南北地區(qū)各站點各年降雨侵蝕力、多年平均降雨侵蝕力。氣象站點分布如圖1所示。

1.3 研究方法

1.3.1 降雨侵蝕力計算

降雨侵蝕力的評估方法有以次降雨總動能E與30 min最大雨強(qiáng)I30的乘積計算降雨侵蝕力［12-15］、采用年/月/日/小時雨量建立冪函數(shù)結(jié)構(gòu)或余函數(shù)結(jié)構(gòu)模型估算降雨侵蝕力［16-20］等，其中，利用日降雨量估算降雨侵蝕力的方法較為簡單便捷，且可提供更多的降雨特征信息?；诖耍疚牟捎谜挛牟ǖ龋?8，21］提出的適用于第一次全國水利普查水土保持專項的日降雨侵蝕力估算模型，公式為：

式中，Rki為第k個月i量級降雨產(chǎn)生的降雨侵蝕力（MJ·mm·hm-2·h-1）；Mi為該半月時段內(nèi)i量級降雨天數(shù)，要求按表1劃分不同量級雨量等級，不在雨量等級內(nèi)的則按0計算；Pjβ為半月時段內(nèi)第j天大于12 mm的侵蝕性日雨量；Pd12為日雨量大于12 mm的日平均雨量（mm），Py12為日雨量大于12 mm的年平均雨量（mm）；α，β為模型參數(shù)，可利用日雨量資料估算。

圖1 秦嶺南北地區(qū)氣象站點分布圖Fig.1 Distribution of weather observation stations in the northern and southern regions of Qinling mountains

根據(jù)式（1）計算每半個月不同雨量級的降雨侵蝕力，逐年匯總后得到多年平均降雨侵蝕力及不同雨量級的多年平均降雨侵蝕力，以下均簡稱為年均降雨侵蝕力、中雨侵蝕力、大雨侵蝕力、暴雨侵蝕力［22］，并采用反距離加權(quán)法（IDW）對其進(jìn)行空間插值。其中，鑒于日侵蝕性降雨量標(biāo)準(zhǔn)為12 mm，文中中雨范圍與我國氣象局規(guī)定的中雨（10.0～24.9 mm）定義略有區(qū)別（見表1）。

表1 降雨量分級標(biāo)準(zhǔn)表Table 1 Rainfall classification standard table

1.3.2 氣候傾向率

氣候傾向率指采用最小二乘法估計降雨侵蝕力與自然時間序列間的線性回歸系數(shù)，以b×10作為估計值。線性回歸方程為

式中，Ri表示樣本量為n的降雨侵蝕力，t表示Ri所對應(yīng)的時間，a為回歸常數(shù)，b為回歸系數(shù)［23］。

1.3.3 Mann-Kendal突變檢測

Mann-Kendal檢驗法［24］是目前普遍用于檢測氣候變化趨勢與氣候突變的非參數(shù)檢驗方法，本文用其檢驗各雨量級降雨侵蝕力的變化趨勢及時間突變點。

2 結(jié)果與分析

2.1 年降雨侵蝕力空間分布

圖2分別顯示了秦嶺南北地區(qū)年均降雨侵蝕力和各量級降雨侵蝕力的空間分布特征。由圖2可知，無論是年均降雨侵蝕力，還是各量級降雨侵蝕力均呈現(xiàn)南部高、北部低的特點。大致以秦嶺為界，秦嶺以北年均降雨侵蝕力東部高、中西部低，并在武功形成低值中心，年均降雨侵蝕力低于4 000 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1；中雨降雨侵蝕力低于750 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1，呈東部平原低、中西部高的特征；大雨侵蝕力全區(qū)基本一致，為400～1 200 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1；暴雨侵蝕力與年均降雨侵蝕力分布一致，呈東部平原高、中西部低的特征，三門峽以東暴雨侵蝕力為1 000～2 000 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1，三門峽以西低于 1 000 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1；秦嶺以北大雨和暴雨侵蝕力對年均降雨侵蝕力貢獻(xiàn)較大。巴巫谷地年均降雨侵蝕力較高，高于4 800 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1，中雨降雨侵蝕力高于 1 050 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1，大雨降雨侵蝕力高于 1 600 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1，暴雨降雨侵蝕力高于 2 000 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1；其中暴雨侵蝕力與年均降雨侵蝕力的空間分布一致，在巴巫谷地西部四川盆地東北處形成高值中心，與劉斌濤等［4］的研究結(jié)果一致，中雨、大雨侵蝕力與年均降雨侵蝕力空間分布存在差異，在長江流經(jīng)巫山地段形成高值中心；巴巫谷地暴雨侵蝕力對年均降雨侵蝕力貢獻(xiàn)較大。秦嶺南坡年均降雨侵蝕力為2 000～4 000 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1，東部平原降雨侵蝕力高于中西部山地，且在中部鎮(zhèn)安-商州段形成低值中心；中雨降雨侵蝕力東部較低，中部在佛坪-鎮(zhèn)安段形成高值帶，為 750～900 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1；大雨降雨侵蝕力除西北角低于800 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1外，其余均在 800～1 400 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1；暴雨侵蝕力東部較高，為 1 500～2 000 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1，中部鎮(zhèn)安-商州段與年均降雨侵蝕力分布一致，形成低值中心，低于1 000 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1；則秦嶺南坡暴雨及大雨對年均降雨侵蝕力的貢獻(xiàn)較大。漢水流域年均降雨侵蝕力區(qū)域差異明顯，為3 200～7 000 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1，呈東南部、南部較高，中部兩湖平原段較低的特征；中雨、大雨侵蝕力的空間分布一致，均呈東部、南部高于北部的特征；暴雨侵蝕力在大巴山背陰坡段形成低值中心，低于1 500 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1；綜合以上分析得到，漢水流域年均降雨侵蝕力受大雨、暴雨侵蝕力的綜合影響，大巴山段年均降雨侵蝕力受暴雨侵蝕力的影響較大；秦嶺南北地區(qū)降雨侵蝕力的空間分布與年降水量的空間分布一致，在大巴山南坡、秦嶺南坡的迎風(fēng)坡、東部平原段形成較高的降雨侵蝕力中心。

圖2 秦嶺南北地區(qū)降雨侵蝕力空間分布Fig.2 The spatial distribution of rainfall erosivity in the northern and southern regions of Qinling mountains

2.2 降雨侵蝕力的變化趨勢

2.2.1 降雨侵蝕力年際變化特征

由表2可知，各區(qū)域年均降雨侵蝕力表現(xiàn)為巴巫谷地＞漢水流域＞全區(qū)＞秦嶺南坡＞秦嶺以北，年均降雨侵蝕力的分布特征與圖2顯示的秦嶺南北地區(qū)各區(qū)域的分布情況一致。秦嶺南北地區(qū)降雨侵蝕力在過去58 a整體呈上升趨勢，變化傾向率為29.51 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1/10 a，未通過顯著性檢驗。 各區(qū)域中，秦嶺以北降雨侵蝕力呈下降趨勢，氣候傾向率為-18.59 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1/10 a；秦嶺以南各區(qū)域降雨侵蝕力近58 a均呈增加趨勢，氣候傾向率秦嶺南坡（55.53 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1/10 a）＞漢水流域（45.52 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1/10 a）＞巴巫谷地（41.62 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1/10 a）。 秦嶺以南年均降雨侵蝕力標(biāo)準(zhǔn)差均高于秦嶺以北，各區(qū)域的變差系數(shù)均高于全區(qū)平均變差系數(shù)。其中巴巫谷地年均降雨侵蝕力最高，為6 428 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1，而變差系數(shù)最低，為0.20；秦嶺以北年均降雨侵蝕力最低，為2 251 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1，而變差系數(shù)卻略低于漢水流域，居第2，為0.24。從不同年代年均降雨侵蝕力（見表2與圖3）看，全區(qū)與秦嶺以南各區(qū)域年際變化趨勢基本一致，1960―1980年，秦嶺以南各區(qū)域年均降雨侵蝕力呈微弱下降趨勢，1980―2010年，秦嶺以南各區(qū)域年均降雨侵蝕力波動變化明顯，呈“上升-下降-上升”趨勢，2010年后，巴巫谷地繼續(xù)呈上升趨勢，全區(qū)、秦嶺南坡與漢水流域與之相反，呈下降趨勢；秦嶺以北各年代年均降雨侵蝕力變化趨勢與秦嶺以南存在差異，1960s，1990s，2000s低于多年均值，1970s，1980s，2010s高于多年均值，其變化趨勢展現(xiàn)為秦嶺以北1960―1980年年均降雨侵蝕力呈上升趨勢，1980―2000年年均降雨侵蝕力呈下降趨勢，2000年后年均降雨侵蝕力呈上升趨勢。

表2 秦嶺南北不同區(qū)域的降雨侵蝕力變化特征Table 2 Rainfall erosivity temporal variations of different natural zones in the northern and southern regions of Qinling mountains

從秦嶺南北地區(qū)不同雨量所產(chǎn)生的降雨侵蝕力變化特征看，全區(qū)中雨侵蝕力年際變化呈下降趨勢，氣候傾向率為-16.77 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1/10 a，其中巴巫谷地下降尤為明顯，超過全區(qū)的氣候傾向率，為-34.19 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1/10 a.秦嶺南北4區(qū)域，中雨侵蝕力的變差系數(shù)由南向北遞增，說明中雨侵蝕力的年際變化特征越向北越明顯。除秦嶺南坡外，其余3區(qū)與全區(qū)中雨侵蝕力的波動變化一致，大體可劃分為4個時間段：1960―1980年、1980―1990年、1990―2010年、2010年后，相應(yīng)的變化趨勢為“下降-上升-下降-上升”；秦嶺南坡1960―1990年呈下降趨勢，1990年后呈上升趨勢。全區(qū)大雨侵蝕力年際變化呈上升趨勢，氣候傾向率為16.29 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1/10 a，尤以漢水流域最為明顯，氣候傾向率為27.17 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1/10 a.秦嶺以北大雨侵蝕力增加趨勢較小，但變差系數(shù)最大，說明秦嶺以北大雨侵蝕力的年際變化波動明顯。全區(qū)及各區(qū)域波動變化趨勢一致，為“1960―1990年上升-1990―2000年下降-2000年后上升”，其中秦嶺南坡2010年年際均值出現(xiàn)微弱下降。全區(qū)暴雨侵蝕力年際變化呈上升趨勢，氣候傾向率為27.99 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1/10 a，秦嶺以北暴雨侵蝕力呈下降趨勢，氣候傾向率為-8.68 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1/10 a，秦嶺以南3區(qū)域暴雨侵蝕力均呈上升趨勢，氣候傾向率秦嶺南坡（55.84 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1/10 a）＞巴巫谷地（52.22 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1/10 a）＞漢水流域（29.46 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1/10 a）。 秦嶺以南以上升變化為主，波動趨勢一致；秦嶺以北波動變化幅度較小。

圖3 1960―2017年秦嶺南北地區(qū)不同區(qū)域降雨侵蝕力的年際變化Fig.3 Temporal variation of rainfall erosivity of different natural zones in the northern and southern regions of Qinling mountains from 1960 to 2017

2.2.2 降雨侵蝕力的突變特征

圖4為秦嶺南北地區(qū)各量級降雨侵蝕力和年均降雨侵蝕力的突變趨勢特征。由圖4可知，1960―2017年秦嶺南北地區(qū)年均降雨侵蝕力、大雨侵蝕力、暴雨侵蝕力三者UF曲線呈基本一致的變化趨勢，除暴雨侵蝕力在1984年通過P=0.05檢驗外，均未發(fā)生顯著性突變，但UF與UB曲線均存在多個交點，表明年均降雨侵蝕力、大雨侵蝕力、暴雨侵蝕力的年際變化波動強(qiáng)烈；1960―1965年呈上升趨勢，1965―1980年波動下降，1980―1985年又開始上升，1985至20世紀(jì)初呈下降趨勢，20世紀(jì)開始呈穩(wěn)步上升趨勢，這在一定程度上表明，大雨、暴雨產(chǎn)生的降雨侵蝕力很大程度上會影響年均降雨侵蝕力的大小。中雨侵蝕力，1965年后一直呈下降趨勢，且UF與UB曲線在1972年出現(xiàn)交點，在2007年通過P=0.05的顯著性檢驗，即中雨侵蝕力從1972年開始發(fā)生突變，且在2007年后下降趨勢顯著。

2.2.3 降雨侵蝕力的空間變化趨勢特征

圖5給出了秦嶺南北地區(qū)各量級降雨產(chǎn)生的降雨侵蝕力氣候傾向率變化趨勢空間分布圖。從圖5中可以看出，在秦嶺南北大部分地區(qū)年降雨侵蝕力隨時間呈增長趨勢，增長明顯區(qū)主要集中于巴巫谷地、漢水流域中部、秦嶺南坡與漢水流域交界東南角及秦嶺以北部分地區(qū)，尤在巴中、閬中、駐馬店等地形成高值中心，其年均降雨侵蝕力變化傾向率高于180 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1/10 a；年均降雨侵蝕力減弱區(qū)主要分布在研究區(qū)西部、秦嶺以北中部汾河入黃交界處、漢水流域丹江口水庫周邊及南陽盆地，且在河流交匯處形成低值中心，其年均降雨傾向率低于-30 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1/10 a。 中雨侵蝕力呈增強(qiáng)變化與減弱變化的面積基本相同，研究區(qū)東部（除巴巫谷地、漢水流域東南角）、西部（武都-略陽-廣元段）呈增強(qiáng)趨勢，研究區(qū)中西部呈減弱趨勢，尤以巴中、華山最為明顯，其中雨侵蝕力變化趨勢低于-45 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1/10 a。 大雨侵蝕力在秦嶺南北大部分地區(qū)呈增長趨勢，秦嶺以北與秦嶺南坡大雨侵蝕力變化趨勢主要為0～30 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1/10 a，在西安、三門峽、商州、欒川等地大雨侵蝕力變化趨勢較大，增幅在30～60 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1/10 a；漢水流域與巴巫谷地大雨侵蝕力增幅較大，變化趨勢高于30 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1/10 a，尤以在漢水流域南陽盆地、巴巫谷地巫山南坡、達(dá)縣的變化趨勢較高，高于60 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1/10 a；大雨侵蝕力主要在研究區(qū)西部地區(qū)呈減弱趨勢，其中廣元、閬中地區(qū)的大雨侵蝕力變化趨勢大于-30 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1/10 a，秦嶺以北長武、新鄉(xiāng)等地也呈減弱趨勢。暴雨侵蝕力在秦嶺南北大部分地區(qū)也呈增強(qiáng)趨勢，空間分布大致與年均降雨侵蝕力變化趨勢一致，與中雨降雨侵蝕力的變化趨勢分布相反；秦嶺以北以汾河為界，汾河周圍及汾河?xùn)|部暴雨侵蝕力呈下降趨勢，變化趨勢為0～-70 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1/10 a，汾河西部呈增長趨勢，變化趨勢為 0～70 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1/10 a；秦嶺南坡東部平原段主要以下降趨勢為主，而東部邊緣（西華、許昌）呈上升趨勢；秦嶺南坡中西部山地段主要呈上升趨勢，其中佛坪-安康段暴雨侵蝕力變化趨勢高于周邊，氣候傾向率為70～140 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1/10 a；漢水流域大巴山南坡、漢中盆地、鐘祥-廣水段暴雨侵蝕力變化傾向率高于70 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1/10 a，兩湖平原、丹江口水庫、南陽盆地呈減少趨勢，尤以信陽最為明顯，變化趨勢低于-70 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1/10 a；巴巫谷地除巴東呈減少趨勢外，其他地區(qū)基本都呈增長趨勢，其中四川盆地西北角增長趨勢較快，高于140 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1/10 a。 總體來看，年均降雨侵蝕力及各級降雨產(chǎn)生的降雨侵蝕力在秦嶺南北大部分地區(qū)呈增長趨勢，大雨、暴雨所產(chǎn)生的降雨侵蝕力變化趨勢較中雨侵蝕力大。

圖4 秦嶺南北地區(qū)降雨侵蝕力Mann-Kendal突變檢測Fig.4 The Mann-Mendal mutation analysis of rainfall erosivity in the northern and southern regions of Qinling mountains

2.3 降雨侵蝕力變化特征的影響因素

從表3中可以看出，秦嶺南北地區(qū)各量級降雨侵蝕力均與各量級侵蝕性降雨量呈顯著正相關(guān)。秦嶺南北地區(qū)地形地貌復(fù)雜，從表4可以看出，秦嶺南北地區(qū)不同雨量級降雨侵蝕力1960―2017年趨勢系數(shù)與地形存在相關(guān)性。年均降雨侵蝕力與地形高程（0～200 mm）呈負(fù)相關(guān)，擬合線性方程的斜率為-1.07，且通過P=0.05的顯著性檢驗；與地形高程（＞200 mm）呈正相關(guān)，尤以高程大于1 000 mm時最為明顯。中雨侵蝕力與低于200 mm的地形呈正效應(yīng)，與高于200 mm的地形呈負(fù)效應(yīng)。大雨侵蝕力與地形高程線性關(guān)系較弱，其與地形高程低于200 mm的研究區(qū)呈正效應(yīng)，與山地丘陵區(qū)呈負(fù)效應(yīng)。暴雨侵蝕力與0～200 mm地形高程的地區(qū)呈負(fù)效應(yīng)，與地形高程大于200 mm的地區(qū)呈正效應(yīng)，當(dāng)?shù)匦胃叱坛^1 000 mm時，暴雨侵蝕力極易增大。研究區(qū)東部地形較平坦，多為平原區(qū)，中部、南部（巴巫谷地、漢水流域中部）多以山地丘陵為主，西部以高山為主，這一地形分布與侵蝕性降水量分布對不同量級降雨侵蝕力的空間變化趨勢有較大影響。

圖5 秦嶺南北地區(qū)降雨侵蝕力10 a變化趨勢［%］空間分布Fig.5 The spatial distribution for the relative variation trend of rainfall erosivity［%］in the northern and southern regions of Qinling mountains

表3 秦嶺南北地區(qū)降雨侵蝕力與侵蝕性降雨量的線性關(guān)系Table 3 Linear relationship between rainfall erosivity and erosive rainfall in the northern and southern regions of Qinling mountains

3 結(jié)論與討論

3.1 1960―2017年秦嶺南北地區(qū)年均降雨侵蝕力與不同雨量產(chǎn)生的降雨侵蝕力在空間上均呈南部高、北部低的特征，與降雨量空間分布一致。秦嶺以北年均降雨侵蝕力低于4 000 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1，呈東部高、中西部低的特征。不同雨量產(chǎn)生的降雨侵蝕力表現(xiàn)為大雨侵蝕力（800～1 200 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1）＞暴雨侵蝕力（低于1 000 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1）＞中雨侵蝕力（低于750 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1）。 秦嶺南坡年均降雨侵蝕力主要為2000～4000MJ·mm·hm-2·h-1·a-1，呈現(xiàn)東部平原高于中西部山地的特征，大雨與暴雨產(chǎn)生的侵蝕力影響較大。漢水流域年均降雨侵蝕力為 3 200～7 000 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1，呈現(xiàn)東南部、南部較高，中部兩湖平原段較低的特征，不同雨量產(chǎn)生的降雨侵蝕力對區(qū)域均有較大影響。巴巫谷地年均降雨侵蝕力高于4 800 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1，在四川盆地東北處形成高值中心，以暴雨侵蝕力對區(qū)域影響最為明顯。

表4 秦嶺南北地區(qū)降雨侵蝕力變化趨勢與地形高程的線性關(guān)系Table 4 The linear relationship between the change trend of rainfall erosivity and topographic elevation in the northern and southern regions of Qinling mountains

3.2 1960-2017年秦嶺南北地區(qū)年均降雨侵蝕力整體呈上升趨勢，變化傾向率為27.51 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1/10 a。 以秦嶺為界，秦嶺以北年均降雨侵蝕力呈減弱趨勢，秦嶺以南各區(qū)域年均降雨侵蝕力均呈增強(qiáng)趨勢。其中，秦嶺以北年均降雨侵蝕力值最低，但變差系數(shù)較高；巴巫谷地年均降雨侵蝕力值最高，但變差系數(shù)最低。秦嶺南北地區(qū)中雨侵蝕力年際變化呈下降趨勢，氣候傾向率為-16.77 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1/10 a，秦嶺以北、巴巫谷地下降尤為明顯；大雨侵蝕力全區(qū)年際變化呈上升趨勢，氣候傾向率為16.29 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1/10 a，尤以秦嶺以北波動最為明顯，漢水流域增長趨勢顯著；暴雨侵蝕力全區(qū)年際變化呈上升趨勢，氣候傾向率為27.99 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1/10 a，但秦嶺以北暴雨侵蝕力呈下降趨勢。秦嶺以南秦巴山區(qū)1961―2011年極端降水發(fā)生頻次呈上升趨勢［25］，極端大雨及暴雨極易在山區(qū)誘發(fā)滑坡、泥石流等災(zāi)害，且有研究指出，四川盆地以東、大巴山、巫山段安康南部山區(qū)為山洪災(zāi)害高發(fā)區(qū)［26-27］，而秦嶺以南大雨、暴雨侵蝕力的增強(qiáng)在一定程度上為滑坡泥石流等地質(zhì)災(zāi)害提供了條件，故秦嶺以南應(yīng)重視大雨、暴雨對土壤侵蝕的潛在風(fēng)險。秦嶺以北為黃土高原區(qū)，黃土具有結(jié)構(gòu)疏松、無層理，遇水具有濕陷性等特性［28］，關(guān)中盆地黃土塬邊，黃土梁峁、丘陵區(qū)及秦嶺北坡等區(qū)域均為滑坡多發(fā)地段［29］，而秦嶺以北大雨侵蝕力的增強(qiáng)則會加劇滑坡的發(fā)生，故秦嶺以北應(yīng)重點關(guān)注大雨造成的土壤侵蝕風(fēng)險。

3.3秦嶺南北地區(qū)年均降雨侵蝕力、大雨侵蝕力、暴雨侵蝕力在過去58 a雖未發(fā)生突變，但波動變化明顯；中雨侵蝕力在1972年開始發(fā)生突變，呈減弱趨勢，且在2007年達(dá)到顯著水平。

3.4秦嶺南北地區(qū)年均降雨侵蝕力與不同雨量產(chǎn)生的降雨侵蝕力變化趨勢空間差異明顯，年均降雨侵蝕力、暴雨降雨侵蝕力的增強(qiáng)區(qū)主要集中在研究區(qū)東部邊緣與中西部山地，下降區(qū)主要集中于研究區(qū)東部平原、西部嘉陵江周圍。中雨侵蝕力增減區(qū)與年均降雨侵蝕力增減區(qū)相反。除研究區(qū)西部邊緣外，其他地區(qū)的大雨侵蝕力基本呈增強(qiáng)趨勢，這一變化趨勢與地形高程、降水量存在較強(qiáng)的關(guān)系。而滑坡、泥石流等災(zāi)害在中低山區(qū)發(fā)生頻率較高［30］，研究區(qū)東部邊緣、中西部山地多為中低山區(qū)與丘陵區(qū)，故這些區(qū)域應(yīng)提前制定好應(yīng)對大雨、暴雨造成土壤侵蝕風(fēng)險的保護(hù)措施。