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江西省50余年来降雨侵蚀力变化的时空分布特征_图文

第2 5卷 第 1 0期  20 0 9年  1 O月 

农 业 工 程 学 报 
T a s c in   f eCS   r n a t so     AE o m

V I 5 No 1   02 ._   .0
0c . 09 t 20   61  

江 西省 5 O余 年 来 降 雨 侵 蚀 力 变 化 的 时 空 分 布 特 征 
马 良 14 , ,姜广辉  ,左长清 。 2 , ,   ,邱 国玉 , 一 ,霍荟 阁 2 ,  
( .地表过程与资源生态国家重 点实验室 ,北京 10 7 ; 2 1 0 8 5  .北京师范大学资源 学院,北京 10 7 ; 3 08 5   .水利 部水土保持  生态工程技术研究中心,北京 1 04 ; 004 4 .山东省水利科学研究院山东省水资源 与水环境重 点实验室 ,济南 20 1 ) 5 0 3 

摘 要 :降雨侵蚀力时空变化趋势 的研究对于揭示土壤水蚀的形成 机制与演 替过程具有重要 意义 。该文利用 15 -2 0  97 08 年 江 西 省 l 气 象 站 的 降 雨 资 料 , 综合 运 用 ManK n al 参 数 检 验 和 径 向基 函 数 插 值 等 方 法 , 分 析 了 该 省 降 雨侵 蚀   6个 n — e dl非 力变化的时空特征。结果表 明:5 2年来江西全省侵蚀力总体上呈现增长趋 势,夏季及 7 、8月份是增加的主要贡献季度  和月份 。全省降雨侵蚀力升 降的区域差异性明显,分别存在赣 西北 、樟树和赣西 南 3个上升 中心和赣 东、赣 西和赣东南  3个下降中心,其 中赣西北、赣西南等地区的降雨侵蚀力持续上升 ,应作为该省水土流失 的重点研究和防治区域。   关键词:检验 ,时间序列分析 ,降雨 ,侵蚀 ,ManKad l n . n e ,空间特征  l
d i 1.9 9 .s.0 2 6 1 . 0 . .1  o: 0 6  ̄i n10 — 8 92 91 0 1 3 s 0 0 中图 分 类 号 : S 5 . 171   文 献 标识 码 :A   文 章编 号 : 10 — 8 92 0 )1— 0 10   0 2 6 1(0 9一 0 0 6 — 8

马 良,姜广辉,左长清,等  西省 5 工 0余年来降雨侵蚀 力变化的时空分布特征 [] 农业工程学报 ,2 0 ,2 (0 :6 -6 . J. 0 9 5 1) 1 8  
M aL a g Ja g Gu n h i Z o Ch n q n , ta. p ta a dt mp r l itiu in c a a trsiso r i f l e o i i  h n e  n   in , in   a g u , u   a g i g e  1 S a i1 n     e o a  s b t  h r ce it   f an al r s t c a g si   d r o c   v y

J n x rvn e v r r  a  0 e s ]Tasc o s fh   A , 0 92 (O:6 -6 .n hn s  t E gi   s aO i g i o ic  e  e hn5   a [ . rnat n  te a p o mo t yr J i o CS E 2 0 ,51) 1 8 i  ieewi n l h bw c   ( C h sa

0 引  言 
全 球 气 候 变 化 特 别 是 降水 的 变 化 将 对 土 壤 水 蚀 带 来 

关检验方法作为一种非参数检验方法 ,与传统方法 比较 ,   更适 合用于类型变 量和顺序变量 的检验 。该方法 已在水  文一气 象要素 的趋 势分析 中得到 了广泛应 用[-] 11 ,如降  34 雨量[-】 1t、蒸发 量【] 日照 时数  、径流量[,] ,但  56 1、 7 钔 11等 59 尚未有应 用于 降雨侵蚀 力 的研究 。研 究 降雨侵蚀 力的区  域空 间差异 ,普 遍采用空 间插值 的方法【 。考虑侵蚀 力  2 叭

极 为 复 杂 的影 响 【。联 合 国政 府 问 气 候 变 化 委 员 会  】 J ( C I C)第 4次评估报 告认为, 目前多数地区强 降雨事  P 件 出现频次 的增加很可能加重土壤侵蚀率[ ] 2 。研究并 了 0   解土壤水蚀对 降水变化 的响应对减 少未来情境下水土 流  失 防治的不确定性十分重要 。  

降雨侵蚀力 因子  值作为表征降雨对土壤潜在侵蚀  能力的特 征值 , 自 2 0世纪 5 O年代 中后 期提 出并应用 于 
通用土壤流失方程 ( L )以来 ,逐渐 成为 目前研究土  uS E 壤水蚀对 降雨变化响应 的最佳选择 。作 为水蚀 的源动力 ,   降雨在时间和空 间存在 的差异 性必然影响不 同时间和区  域下的土壤水 蚀特征 【 4 】 。因此 ,降雨侵蚀力时空变化趋势  的研 究对 于揭示土壤水蚀 的形成机制 与演替过程 具有重  要意义 。   当前对降雨侵蚀力 时间变化 的研 究主要 集 中在分析  过去变化 以及 未来趋 势预测等方面 [ ] 5 。对过 去变化 的研   

究方法主要为线性趋 势法 ,因其具有方便简 洁直观 的特  点在研究 中被广泛采用【 ” 8 。然而降雨侵蚀力作为一类水  。 文一气 象要素 ,其时 间序列存在着 非正态分布特 征 ,对  该类数 据进 行分析和检验 ,采用 非参数检验方法 比线性  趋势等参数检验方法更为适合[]   。Ma nK n a n — e dl l秩次相 
收 稿 日期 :20 .80  090 .3 修 订 日期:2 0 —82  0 90-7

变化趋势存 在着 时间连 续性和空 问间断性等特性 ,可 选  用 比反距 离加权等几何插 值方法更灵活 、更高精度 的径  向基 函数法 ( a i  aiF nt n )作为空间插值方法 。 R daB s  u c o s l s i   有研 究认为 ,径 向基函数插值 方法在散 乱数据 插值方法  中的结 果最令人满意 【】 2 。因此 ,ManK n a 1 n . ed l 次相关  l秩 检验和 径 向基 函数插值两种方 法的结合对研 究降雨侵蚀  力变化 的时空分布特征具有一定优势 。   本文 以江 西省为例 ,探 讨 降雨侵 蚀力长 时间序 列的  变化趋 势和空间特征 ,即应 用 Ma — e dl非参数检验  n K na l 方法对有观 测记录 以来 全省降雨侵蚀 力 的时 间序列进 行  增减趋势分析 , 同时通过 径 向基 函数插 值法探寻该趋 势  在 空间上 的分 布特征 ,可更好 地 了解 降雨潜 在侵蚀差异  和 区域侵蚀背 景,为揭示在未 来气候变化情 境下南方 红  壤水蚀 的演替及 空间差异 ,减 少土壤侵蚀对 气候变化 响  应 的不 确定性奠 定基 础 ,也为水 土流失 防治、水土保持  规划和技术管理提供科学依据 。  

1 研 究区概 况 
基金 项 目:国家 “ 一五 ”科 技支 撑计划 重 点项 目 (0 9 AD 6 06 :水  十 2 0B C B 0 ) 利 部公益 性 行业 科研 专项 经 费项 目 (0 9 14 ) 国家 自然 科学 青年 基 金  200 0 7 ;
(002 ) 4 8 1 21  

江西省地 处长江 中下游 南岸 ,属亚 热带湿润季风气  候 区,多年平均 降水量 在 1 0 ~1 0 tn 之 间,降雨地    0   0 i 4 9 o 区省境 四周 多于 中部 ,雨量东部大于 西部。江西省水热 

作者简 介 :马  良 (90 ) , 山东东 阿人 ,博士 研究 生 ,主要 从事 生  18 - ,男 态水 文、水 土流 失防 治规律 的研 究。北 京 北京 师范 大学 资源 学院 ,地表 过  程 与 资源 生态 国家 重点 实验 室 ,10 7 。E i ma u g 13 o 0 85 mal l n@ 6 . m  : e c ※通信 作者 :姜广 辉 (9 0 ) 男, 山东东 阿人 ,博 士 ,从事 土地 评价 、 18 一 ,   规 划与水 土 资源高 效利 用的研 究 。 北京 北京师 范大 学资源 学 院 , 地表 过程  与 资源 生态 国家重 点实验 室 ,107 。E i marp ae 16 o   0 85 ma: cohg@ 2 . m l c

同期、 自然 资源 丰富 ,具 有巨大 的农业 生产发展潜 力。   但全省 降水 时段普遍相对集 中,主要分布在 4 ~8月,并  且全 省分布较广 的第 四纪红壤质 地黏重 、透 水性差 ,极  易造 成水力侵蚀 ,导致 了土壤肥 力退化 、生态破 坏加剧 

6  2

农 业 工程 学报 

20 0 9正 

等一系列制约农业 生产难 题 ,成为 国家级水土流 失重点  治理 区之一 。全省现有水土流失面积 33 . 5万 k , 占土  m  地总面积 的 2 .3 00%,年土壤侵蚀 总量达 1 5亿 t . 6 ,造成  的直接经济损失在 2 0亿元以上 。因此 ,在该区开展降雨 

分 别 为 自变 量 、最 佳 公 式 计算 的侵 蚀 力 ( 为 因变 量 ,  )  

建立 了日降雨侵蚀力数量计算 的简易算法,并使用 2 0  04


20 0 6年资料进行方程验证 , 如公式 ( ) 2 所示 。 经兴 国、  

鹰潭等遍 布全省 4 2处水土保持监测资料 的检验 ,该方程  准确率 ( 观测值 与计算值之间的相关系数)达到 8 .   3 %, 3 N s.tcie ahS lf 效率系数 ( )为 0 1 ,因此认为可较好  u f   .6 7 地描述江 西省 日降雨量 与降雨侵蚀力  之间的数量关系。  
R =0 3 P  . 8d 2 ( 决定 系 数= . 7  08 ) 5 () 2 

侵蚀 力的研究具有重要的现 实意义 。  

2 数据获取和研 究方法 
2 1 数 据 获 取  .

计算 降雨侵蚀力所需 的江西 省降雨年值 、月值 资料  来自 “ 中国气象科学 数据共 享服务 网”提供 的 “ 中国地  面气象数据 ”。搜集到全省共 1 8个气象站 15 -2 0  91 08

本研 究中降雨侵蚀力的计算应用式 ( )计算逐 日降  2 雨侵蚀力 的数量 ,采用最佳公式 中的量纲 ,然后累积 每  日降雨侵蚀 力求得逐 月降雨侵蚀 力,再累积每 月侵蚀 力  得到逐年降雨侵蚀力 。  
2 2 2 Man Ke d l秩 次相 关检 验  . .  n - n al

年的降雨资料 ,对测站进行筛 查和个别缺失数据 的插补 ,   最终确定 了 1 6个有效测站和 1 5 -2 0 97 0 8年共 5  的降  2a 雨时间序列 。气象站的地 理分布见 图 l 。  

本研 究采 用 ManKedl秩 次相 关 方 法检 验 降雨 侵  n . nal

蚀力长 时间序列的变化趋势 ,可定量反映变化趋势的显  著性 。ManK n a 检 验的统计  的计算见公式 ( ) n . ed l l 3。  
m- j I  


S=  

snx — k g (s X)  

() 3 

kl= + =jkl    

式 中:x和 X —— 分别为第 , j k 年和第 k 的数值, >k 年 j ;  
— —

系列的记录长度 ( 个数 ) g (  ) ;sn + —— 返回函数, x  
利 用 统 计检 验 值  进 行 趋 势 统 计 的显 著 性 检验 ;如 

f >0时为 1   ,<0时为一 ,= 1 0时为 0  。 果  l 1 ≤Z.  ,则接受零假 设 ( 无变化趋势 ) ,如果I >  J   Z. 1  ,则拒绝零假 设。 l 从标准正态偏量,。为检验 的 z  c   置信水平。 的计算见公式 ( )   4。  
当  >0  

VrS  a()
=  

0  

当 S=0   当  <0  

(   4)

VrS  a()

式中 Vn S—— 的方差函数 。 A ()  
图 1江西省有效 气象站点分布 
Fi 1 D iti tonoft   ldm e e r ogc lsai nsi  ing   g.  srbu i   hevai   t o ol ia t to  nJ a xi

ManK n a 方法还可用 K n a 倾斜度 的中值 ,   n 。 e dl l ed l l 即 值来定量计算趋势变化的幅  , 公式如式 5所示。当  为正值时,表示序列为增加趋势 ;当  为负值时 , 示  表

2 2 研究方法  .

2 2 1 降雨侵蚀力 的计算  .. 根据 2 0 -2 0 0 1 0 6年在江西德安 国家水土保持科技示  范园 内获得 的 8 1 自记降雨样本、 9个 标准径流小区的 2 7 2  个径流泥沙样本 ,确立 了普遍认可 的  ? ( 厶 降雨动 能总  量与时段最大雨强 的乘积 )或  ? (= 0 0 0 5  厶 n 1 、2 、3 、4 、 6、 0 n ( 0 9  ) 时段最大降雨动能与时段最大雨强的乘积 ) mi   的降雨侵蚀 力算式组合后 ,依据产 沙量与不 同时段组合  的相关系数 ,产 沙量与最大 时段雨 强的相 关系数 ,确定  了以下最佳公式1l 2  2

为减少趋势 。 I I   即为 随时间的增减幅度 。  
/ .  . 、  

‘ Md聍   ea  iI


J—k  

}V <   j k

(  5 )

式中:  

——返 回给定数值集合 的中值 ;而和 X 分  k

别 为 第 , 和 第 k 的数 值 。 年 年   2 2 3 径 向基 函数 插值 法  ..

径 向基 函数法 ( a i  aiF nt n 是一种 函数 内 R d l s  u c o ) aB s i   插方法 ,主要利用基 函数 来确 定周围 已知数据点到 内插 

R J I :一   ∑E   ‘
蚀性降雨总动能,J ;, / m2 3  
强 ,mm/ 。 h 

(  1 )

网格节 点的最佳权 重。根据基函数 的不 同有不 同的插值  形式,其 中常用 的为多重二次 曲面函数 。 本文借助 S r r uf   e 8 . 0软件提供 的 R daB s  u c o ai  aiF nt n法进行了空间插值 。 l s i  

式 中: —— 降雨侵蚀 力,J   . (2 1 mm/ . ;2E — 一场侵  m h —
该场 降雨最大 3  n雨  0mi

3 结果 与分析 
3 1 降雨侵蚀 力的时间变化分析  .  31 1 降雨侵蚀 力的年 际变化分析  . . 



为寻找降雨侵蚀力 的简易算式 ,本研 究中应用 2 0  01 20 03年逐 日降雨资料建立数量方程,以日雨量 ( d m   P , m)

一 山_   \f   一 s山l [蠡 艟进  一 : =

第 1 O期 

马  良等 :江 西 省 5 年 来 降雨 侵 蚀 力 变 化 的 时空 分 布 特 征  O余
8   6   4  2   O   8   6 

6  3

、5 、8月这 4个月除  15 -2 0 a 9 7 0 8 全省平均 降雨侵蚀力年序列见图 2  啪 咖 ㈣ 咖   ㈣ ㈣   显著信号较强而致 。经分析 ,1 、7   。全      省多年平均降雨侵蚀力 为 93 48  ?m/ ? ,降雨侵  5月份 Kedl倾斜度 为负值外 ,其余均为正值 ,其 中 7  6 . J 2 m ( h m2 ) na l   蚀力峰值 出现在 17 年 ( 73 1 8Jn ( _ ) 95 1 2 .  ‘m/ h ,谷值  O r m2 )
为 16 年 (  3 .   ?m ( ? ) 93 6 6 7 9 Jn / h ,振 幅 达 1  8 .   7 r m2 ) 0 63 9 2

月、 月值最大 , 8 说明 5月降雨侵蚀力 5  2a问呈 明显下 降  趋势 ,而 1 、8月为增加 ,其 中夏季 7 月 的增加最  、7 、8 为显著 。因此 ,江西省 5   2 a间降雨侵蚀力 的总体增加趋  势主要 由夏季造成 ,尤 以 7月和 8月贡献 最大。  

J m ( . 同时,采用 3 a121 . /  。 m m2    -. 加权滑动平均分析表 

明,5  2 a间全 省降雨侵蚀力年 际差较大。19 —19 9 7 9 9年  间降雨侵蚀力最大 ( 6 7 .  mm ( 2 ),16 —16  1  1 2J / . ) 9 2 9 4 2 3 ? m h 年 间降雨侵蚀力最小 ( 5 .1 ?m (Ih ) 8772  1 /T. 。 JT 12 )   I
— —

6 年平均 一



3 1 - 滑动平均 年 -l 2

… 一 趋势线 

16   9 4 16  9 2 17  9 0 18  9 8 t9  9 62 0  0 420   9 016   9 8 17  9 6 18  9 4 I8  9 2 19  0 02 0  0 8

一  

u g山. \ 卜 f  蛰器躐 】   年份 
5 a   平百   率     距 0 分 5

摹 瓣套忸  \
O   5  

1 6   9 4 1 6  l 7   9 6 1 8   9 4 1 8   9 2 1 9   0 0  0 4 2 0   9 0 1 6  9 8 9 2 1 7   9 0 18   9 8 1 9   9 62 0 2 0   0 8

∞  

加  
年 份 

加  

0  

加  

加  

∞  

咖 ㈣ o      
’  

图 2 降雨侵蚀 力年平均及 3年 1 — 加 权滑动降雨侵蚀 力    —1 2 平 均 时 间序 列  
F g2 T mes re   f a   n u l an al r s i   d i .  i  ei so   n a n a r i f l e o i t a   me     v yn i   - e r1 2 1we g t d mo i g f r v r g r i f l e o i i   t 3 y a   - —  i h e   v n     e a e an al r sv t s o a   y

。  

.  

1  

I  

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J    l I  

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t  

∞ 

嗍 s  

lo c 晔o   o  

3 12 降雨侵蚀 力的年 内变化分析  .. 多年平均季 降雨侵蚀力 占全年 比例及 Kedl 倾斜度  na l 见表 1 四季 降雨侵蚀力以春季最高(  9 8 . / 2 ), , 4 4 .  mm ( ? ) 0 4J m h   冬季最低 ( 4 .6 ?m/ ? ) 7 60 r ( h 。这与北亚热带气候 受大  Jn m2 )

: 氐/    
b 累 积 距 平  .

陆冷高压和 西太平 洋副热带高压影 响以及 全年 降雨呈现  双峰式分布且春季 雨量最大有关 。四季侵 蚀力逐年 时间 
序 列 ManK n a 检 验 的结 果 表 明 ,除 夏 季 外其 余 三 季   n . ed l l

图 3 年 降 雨侵 蚀 力 距 平 百 分 率 及 累积距 平 曲 线 
F g 3 An ma yp r e t g   d a c mu a i ea o l   f i .  o l   e c n a ea  c u lt   may o   n v n n u l ifleo i t a n a an al r s i   r   vy

均未能通过 9 %信度水平 。表 明 5  5 2 a以来全 省仅夏季 降  雨侵蚀力呈现显著上升趋 势,年增加 21 mm ( / ) .7 ? / ? ,  J m h 
而其 余 三 季 未 有 明 显增 减 趋 势 。  
表 1 多 年 平均 季 降 雨侵 蚀 力 占全 年 比例 及 Ked l倾 斜 度    na l
T b e 1 P r e tg   d a ea eg a in   f a  e s nr i f l a l    e c n a ea  v r g   r d e t me n s a o  an al n o   e o i i  si t d b   a n Ke d l me h d r sv t e t y mae   y M n - n a l t o    

表 2 月均 降 雨侵 蚀 力全 年 比例 及 Ked l倾 斜 度 平 均 值    na l
1  e 2 P r e t g   d a e a eg a in   f e   n h r i f l bl    e c n a ea  v r g   d e t m a mo t   n a l n r o n a  

e o i i  si t d b   a n Ke d l me o   r sv t e tma e   y M n — n a l t d y   h

注 :? 示在 9 %信度 水平 上显 著 。 表 5  

注 :+ 示在 9 %信 度水 平上 显著 。 表 5  

多年平均月降雨侵蚀力 占全 年比例及 Kedl na l倾斜 
度计算结果见表 2 。月降雨侵蚀 力以 6月侵蚀力最高 , 接 

3 2 降雨侵蚀力空间变化分析  . .   对 降雨 侵蚀 力 的年序列在 9 %的置信 区间内进行 了  5

近全 年的四分之一 ,1 月最低 。通过各月逐年 时间序列  2 的 ManK n a 检验表 明,冬季的 1月、春季 的 5月和  n — e dl 1 夏季 的 7 、8月共 4 月通过 9 %信度水平检验 ( 2 。 个 5 表 )   与季 节检验 结果相 比较 ,之所 以冬季 、春季 总体上未 能  体现 出如 同 1 月、5月的显著性 ,可能是由于其他 月份不 

趋 势检验 ;并使用径 向基 函数插值法将 年、季和 月降雨  侵蚀 力 的变化 幅度 进行 内插 ,提取江西省 降雨侵蚀力 的  年 、季和 月变化趋势 的空 间分布 图。   32 1 年 降雨侵蚀 力空间变化分析  .. 由图 4 可 以看出,江西省多年平均 降雨侵蚀力 总体  a

农 业 工程 学报 

2 0 定  09

上呈现 由西 向东递 增的规律 ,这与 降水量 的分 布规律一  致。全省最高侵蚀力出现在赣 东贵溪 附近,可达 1 2 0 3 0    J m ( . ,而 最低 值出现在赣 南的遂 川东 、赣州西 的  . / h m m2 )
地 区 ,仅 88 0 . f 2 1  0 mm ( ? 。 J m h 

均 为正值 。从总体来看 ,全省 降雨侵蚀力呈现上升趋势  的面积远 大于呈现下降趋势 的面积 ,其 中以赣西北 的赣  鄂 省 界 上 升 幅 度 最 为 显 著 , 该 区 九 江 站 年 均 上 升 
4 8 ?m/ 2 ) .  m ( _ ,升 幅 最 大 。与 图 4 江 西 省 年 降雨 量 的  0 J m h c

如图 4 b所示 ,逐年降雨侵蚀力变化趋势存在 3个上  升中心 ( 赣西北的赣鄂 省界 、樟树、赣西南 的赣湘省界 )   和3 个下 降中心 ( 东、赣西和赣东南) 赣 。气象站中也仅  修水 、波 阳和广 昌三 站的 Ked l n a 倾斜度为负值,其余站  l

变化相 比 ,年侵蚀力的空 间分布与之相似 ,但也清晰地  反 映出年降雨侵蚀力部分升降中心 的变化幅度 ,即 l I    
值 , 略高 于年 降 雨 量 的 变 化 幅 度 ,如 上 升 中心 九 江 站 年 

降雨量的上升幅度仅为 3 4 n l .   l。 5 r T 

a . 多年平 均 降雨侵蚀 力 等值 线 

b 年 降雨 侵蚀 力倾斜 度等 值线  . 逐

c 年 降雨 量倾斜 度等 值线  . 逐

图4 年 降 雨侵 蚀 力 空 间变 化 的 等值 线 图  
F g 4 Io rm  f p t l h n e   f n u l an al r sv t   i .  s g a o   a i   a g so   n a r i f l e o i i s ac a     y

3 22 季降雨侵蚀 力空间变化分析  .. 剔 除季 侵蚀 力年 序 列 未通 过信 度检 验 的气 象站 点 
后, 值得到 K na 倾斜度等值线 图, 别代表春、 、 插 e dl l 分 夏  

秋季全省 降雨侵蚀力升 降地 区的差异性 明显,其 中 
以赣 鄂 省 界 为 中 心 的赣 西 北 呈 现 上 升 趋 势 , 九 江 站 的 上  升 幅 度 为 1 9J m/ -a; 省其 他 地 区则 为 显著 下 降  .  . ( h 1全 8 m m2- -   -

秋 、冬 4季节降雨侵蚀力 5  2 a间变化趋势 的空间分布 ,  

趋势 ,以景德镇 、贵溪代表的赣东及赣州 、寻乌为代表  的赣南下 降最为 明显 。冬季仅赣南少部分地 区出现 降雨  侵蚀力 的下降趋 势之外 ,全省大部呈现上升趋势 。尤 以   九江站所在 的赣 西北和井 冈山为代表 的赣西南为最 ,上  升 幅 度 分 别 为每 年 1 6 1 1 ? / 2 ) . 和 .   mm ( . 。 7 5J m h  3 2 3 月降雨侵蚀 力空间变化分析  .. 采用 Ma a n a 非参数检验方法对通过 9 %信度  m . dl Ke l 5 水平 的 1 、 、8 、5 7 月份降雨侵蚀力年序 列进行趋势检验 ,   经 内插后得到图 6 ab Cd分别代表这 4个月的 K n a  ,、 、 、 edl l 倾斜度等值线图。   从 图 6可知,2 5  a来全省在 1月的降雨侵蚀力呈现显  著上 升趋 势 ,以九江为代表 的赣西北 的赣鄂 省界上升幅  度最大 ,达 35  .m/ .a:除中心位置有所偏移外  . J 2 m ( h1 m2 -

如图 5 所示 。 在春季 , 2a 5  间全省降雨侵蚀力除九江为代 
表 的赣 西 北 、 冈 山为代 表 的赣 西 南 呈 上 升 趋 势 ( ed l 井 K na  l

倾斜度 为正值 )外 ,其余地 区均 表现 出不 同程度 的下 降  趋势 ( n a 倾斜度为负值 ) 而下 降的中心集中在赣 东  Kedl l ; 北赣浙省界和赣西 ,代表 性站点如玉 山站和修水站 分别 
下 降 2 6和 1 1 ?m/ ?? 。 . 0 .   m ( ha   2J m  )

5  来全省夏季各站 降雨侵蚀力 K n a 倾斜度均为  2a edl l 正值,为明显 的上升趋势 。上 升 中心集 中在赣西北 的赣  鄂 省界、樟树、赣西南 的赣湘 省界 ,代表性站 点九江 、   樟树和井 冈山的 Kedl na l倾斜度可分别达 3 2 . . 、2 2和  0 4 20 全省上升趋 势不显著 的地 区在赣东、赣西和赣东南 , .。  

代表性站点如波 阳、修水、赣州 、 寻乌 K n a e dl l倾斜度仅 
为 00 、02 、0 9 .8 比较 夏 季 与 年 降雨 侵蚀 力 序  . 4 . 9 . 、0 。 2 2

与冬季降雨侵蚀力 的空 问分布特征相似 。 月的降雨侵蚀  5 力仅在赣 西北的赣鄂省界有上升趋势外 ,其余大部分地 
区均为下 降,在 赣东北 的赣浙省界 、赣西和赣南最 为显  著 ,最大降幅在赣南 的寻乌站,可达 24 ? / z ? 。 . J 2 mm ( ?a   m h)

列 的K n al ed l 倾斜度等值线图发现夏季 的上升中心与全年  的上升中心、夏季的不显著 中心与全年的下降中心相似 ,  
印证 了全 省年 降 雨侵 蚀 力 变 化 主 要 由夏季 贡 献 。  

第 1 0期 

马  良等:江 西省 5 O余年来降雨侵蚀力 变化 的时空分布特 征 

6  5

5月降雨侵蚀力变化趋势 的空 间特征与春季相似, 均存在  以赣鄂省界 的上升 中心 ,赣东北赣浙 省界、赣西 的下 降  中心 , 同的是在赣 南出现 了下降 中心 。 不 7月全 省降雨侵 
蚀 力 呈 普 遍 上升 趋 势 ,上 升 的 中心 分 布 在 赣 西 北 赣 鄂 省 

界、赣西 南赣湘 省界、赣东附近 ;而在 8月的上 升中心  由赣东 向西转 移到樟树 ,也 出现 了以波 阳、修水 、寻 乌  的下降中心;这 也与夏季 降雨侵蚀力 的空 间分布一致 。  

a 春季  .

b 夏季  .

c秋 季  .

d 冬季  .

图 5 各季降雨侵蚀力 Kedl倾斜度 等值 线图  na l
F g 5 I o r mso Ke d l g a i n   f e s n   i fl e o i i    in x   r v n e i .  s g a   f n a l r d e t s a o s a n a l r sv t i Ja g i o i c     o r   yn p

农业 工 程 学 报 

20 09住 

a1 . 月 

b5 . 月 

C7   .月

d8 . 月 

图 6 典型 月份 降雨侵蚀 力 Ked l倾斜度等值 线图   na l  
F g 6 I o r mso   n al r d e t f v r g  an a l r sv t     p c l n h   i .  s g a   f Ke d l g a in     e a er i fl eo i i i t i a    o a   yny mo t s

3 2 4 降 雨侵 蚀 力 空间 变化 特 征  ..

低水土流失防治成本 ,提高农业生产 的适应性。  

综合 以上分析 ,绘制了江 西省 降雨侵蚀力 5  间变  2a 化趋 势的空 间特征 图 ( 7 。各地区降雨侵蚀力变化趋  图 ) 势的空问差异 明显 ,赣 西北地区年际 、季度 间均呈现上  升趋 势 ,而赣东南年 际问呈现下降趋势 ,四季 的升降趋  势也不尽一致 。总体来看 ,5  2 a以来赣西北、赣西南、赣  东北 、赣中樟树一 带的降雨侵蚀力呈现显著上升趋势 ,   需有 针对性加强这些地 区的水土流失防治措施研 究,以  减 少可能增加 的降雨侵蚀 力对农业生产带来 的灾 害;同  时加强这些地 区降雨侵蚀 力未来变化 的预测预报 ,以降 

4 结论与讨论 
本文采用 ManK n e 非参数检验 以及径 向基函数  n — adl l

插值法 ,以江西为例 ,对该省 5  2 a以来年、季 、月序列  降雨侵蚀 力变化 的时空特征进行 了研 究。结果表 明全 省 
年 降雨侵蚀力呈现增长趋势,年增加 1 2J / - 。 .  . ( h   6 mm m2 ) 夏季 ,特 别是 7 、8月份侵蚀力增加是年值上升 的主要 原  因。而 1 、7 月降雨侵蚀力变化趋势可分别视为冬  、5 、8 季 、春季、夏季三季 的典 型代表 月份 ,在水土流失防治 

第 1 0期 

马  良等:江西 省 5 O余年来降雨侵蚀力变化 的时空分布特征 

6  7

Qi ag F oi, n Y n . p t e oa vr t ni  uY , uB j Wa g o g S ai mp rl aii n n e ot ao si eoin ad i  e t n t n i n na fc r[ . ol rs    t rl i  o vr metl at s ]   o n s ao  e o   o J  Ju a o ol dWa rC nevt n 0 2 1(1 0  or l f ia   t   o srao ,2 0 , 61:1 8 n   S   n e i


1 1 i hn s  i n lha s at l.( nC ieewt hE gi   t c   s br 1

[】 L e  , snE Mo el gcmaceoii      c rfr 5 ekR Ol     dln  l t  rs t a af t     e i i i vy s a o o sie s ni D n ak ca gs d e oat n s ] S i olr i     e r :h e    mp rlr d[ . ol  o o n m n n a t  e J  

Us a dMaa e n,2 0 , 1 (1:6 -6 . e n n gmet 0 0 611 1 5 
『】 S u r o P 6  a eb m  'Kli  en A,Bosh k ,e  1 uu e rifl tc e  J ta.F tr   an al  
e o i i   e i e  r m a g - c l  l t  d l r s t d rv d fo l e s ae c i e mo es—meh d   vy r ma to s

a d se a o  r ah mi e inJ n  cn r sf    u d rgo [ .Gedr a 19 , i o ] o em , 9 9  9 (/) 6 -2 6  334:2 9 7 . [] Ner gM  P l t lh gsnrifleoii     e   7   ai   A. oe i   a e    na   s t i t   n n a cn i a l r v y n h US w t c ma   h n e d r g t e 2 s cnu yJ. o ra o   i   l t c a g   u i  h   1t e tr [ J u l f h i e n   ] n   S iadWae C n e a o ,2 0 ,5 () 2 -2 2 oln   t   o sr t n 0 1 63:2 9 3 .   r v i   [】 Z ag G  Ner g M  ,Lu B Y  oet le et o  8   h   H, ai   A i    P t i  f c   f n n na s
ci t h g  nrifl eoii     eYelw  v r a i  l maec a eo  an al r svt i t   l n   y nh o Rie  sn b

o hn [ . rnat n  fh   A fC iaJ Ta sci so   eAS E,2 0 ,4 () l ] o t 0 5 82:5 1  


51   7.

[】 章文波 ,谢 云,刘 宝元 .中国降雨侵蚀 力 空间变化特 征  9  
【 . 山地 学报 ,2 0 ,2 () 2 0  J ] 03 11:3 -4 ,
Z a g W e b , e Y n Li   o u n S a ild s iu in o   h n   n o Xi  u , u Ba y a . p t   it b t   f a r o

图 7 降 雨侵 蚀 力 变化 趋 势 空 间特征 图 
F g 7 S ai l it b t n c a a trsiso r i fl eo i i   i .  p t   sr u i   h r ce t   f an a l r sv t ad i o i c   y
c nge   ha s

rifleoii     hn [ .o ra o   onanSine ana  rs t i C ia ]Jun l f u ti cec , l v yn J   M     2 0 ,2 f1 3 -4 . (  hn s  i  n lhas at 0 3 11: 2 0 i C iee t E gi   t c   n wh s br ) [0 许 月卿 ,周 巧 富 ,李 双 成 .贵 州 省 降雨 侵 蚀 力 时 空 分 布 规  1】

工作 中应特别重视这 四个 月可能 的降雨侵蚀 力增加 ,做  到科学预警 ,因时设 防。空间上 ,全省 多年 平均降雨侵  蚀力呈现 由西 向东递增 的趋势 ,峰值 地区 出现在赣 东一  带。而 5  2 a以来 ,全省降雨侵蚀力变化 的空间差异显著,   存在赣西北赣鄂省界 、樟树和赣西南赣湘 省界 3个上升  中心,也存在赣东 、赣西和赣东南 3个下降中心。赣西  北 、赣西南 、赣东北、赣 中等 降雨侵蚀 力持续上升 的地  区 ,应 作 为江 西 省 水 土 流 失 重 点研 究 和 防治 地 区 。  

律分析 [ .水土保持通报 ,2 0 ,2 () l 4  J 】 0 5 54 :1一1 .
X  u qn , h uQ af, i h agh n . n aa s  n uY e ig Z o   iou L  un ce g A  n l i o  S ys
s ail tmp r l it b t no   ifleo ii     ih u p t — e o a  sr u i  f an al r svt i Guz o   a d i o r   y n

po ic[]B l t  f ol dWae o sra o ,2 0 , rvn eJ. ul i o  ia   tr n e t n 0 5  en S   n C v i

2 () 1 —1 .(   hns 、 t E gi  bt c) 54 : 1 4 i C ieev h n lha sat n i  s r  

[1 1 ]温美丽 ,张虹鸥 ,杨 宪杰 .广东省主要站点降雨侵蚀力时   
间 分 布 规 律 研 究 [ .热 带 地 理 ,2 0 ,2 () 12 0 . . I ] 0 7 72: 0 —1 6   We Mel Z ag n i, hn  Ho go , Y n  Xi j . Tmp rl i n ’u ag n e e oa a i  
d sr u i n o  an a le o ii  n man we t e   tt n   f it b t   fr i f l r sv t i  i   ah r sai so   i o   y o

本研究仅利用试验建立 的简易算式进行 了降雨侵蚀 
力 的 计 算 ,分 析 了江 西 省 多 年 降 雨 侵 蚀 力 变 化 的 时 空 特 

G ag o gJ.To i lG o a h ,2 0 ,2 () 12 u dn[ n ] rpc   eg p y 0 7 72 : 0 —  a r 16 i  h ee vt E gi  bt c   0 .( C i s 、i  n l has a0 n n h s r
[2 Y eS Pl  ' aa is P w r fh  n — n a  d 1] u  , i nP C v d   o e    e o a G  o t Ma nKed la   l n
S e r n s h  t s  f r ee t g p ama ’  r o e t o  d tc i  mo o o i t n s n  s n n t n c r d  i e

征 ,为我 国南方红壤 区降雨潜 在侵蚀力对气候 变化 的响  应和未来气候情景下 红壤水蚀 机理等研究奠 定基础 ;如  何针对 以往 不完整 的降雨资料进行 侵蚀力计算 ,尚有待  进一步研 究。此外 ,对于长期变化 中的一些规律 ,如突  变值、周期性等 问题 ,也待于进一步的分析 。  
[ 参 考 文 献]  

h doo ia e e[ . Ju a f H dooy, 2 0   y rlgcl r s ] o r l   y lg  si J n  o r 0 2, [3 HeslD  1】 l   e

2 91 //) 5 —2 1 5(/ 34 :2 4 7 . 2   H r h R M .Sa sclmeh d i  tr ic    s ttt a i i   to s n wa   e rsucs ] U.. elgclS re. e Y r: l ve  eo re[ / S G oo i   uvy N w  ok Es i M / a e r
S in e P b ih g Co a yI c , 2 0 :2 . ce c   u l i   mp n   . 0 2 3 3   sn n

[4 B r    B r  A, gE D tc o  f y rlg  e d  1】 unD H, unM  Ha  . eet no h doo i t n s i cr n  a a it[ Junl f d lg ,2 0 ,2 523: a dv r blyJ. ora o y oo y 02 5 (/) i i ]   Hr  
l   07.

Ne r g M   a i   A,P u k    .0’ a  n r siF F Ne l M  R.Ex e t d ci t   p ce   l ma e

c ag  at o  ol rs nr e:   ve J. ora o  h ei cs nsieoi   ts ar iw[ Ju l f n mp     o a e ] n  
S ia dW  r o sr a o ,2 0 ,5 ( :4 —5 . o     t   nev t n 0 4 9 1 l n eC i   3 0 

【】 2 

CC. Clm a e c n g   20 : i p t . a a a i 。 a d  i t  ha e 07  m acs d ptton n

[5 J g S     , at nnH. e oa a dsai  ̄ n s f 1】 i   uB D H r n a ma   Tmp rl   t l ed      n p a o
p e i i i n a d r e   o i  eYa g z   v rb sn 1 6   r c [ mt   n   v rf w  t   n t e R e   a i , 9 1 ' o i l nh i


v leait[ / C nr uin o  okn  ru   It te un r lyM] o tb t  fw riggo p I o h  bi / i o    
f rh a s sme t rp r o  h   n e g v m me t lp n l o   o t   s e s n   e o t f t e i tr o e   n a  a e  n ci t  c a g . Ca rd e UK a d l mae h n e mb g . i n  Ne w Yl k US   0 . r A: Ca r g   ie st   r s . 0 7: 8   mb d eUn v r i P e s 2 0 i y 4.

2 o [ . e mop oo y 0 7 534: 13 5 . o oJ G o rh lg ,2 0 ,8 (/) 4 —14  ]

【6 张 文 纲 ,李 述 训 ,庞 强 强 .青 藏 高 原 4 l】 0年 来 降水 量 时 空  变 化 趋 势 [ .水 科 学 进 展 ,2 0 ,2 () 1 8 16  J ] 09 02: 6 — 7 .
Z agWeg n , iS u u , agQi g i g C ag so  hn   n ag L  h x n P   a qa . h e f n n n n

[] 3  

Bae     t s B C,Ku d e c   W  W u S ta . i t  a g   n z wiz Z    ,e 1 Cl   mae Ch n e

n   tr /T cncl ae  fteIt o en na ad Wae[ / eh ia P pro h negv rmetl M]   r  
P e  n Cl t   a g , n v ,S s : P   e r tra, n a l   i e Ch n e Ge e a wis I CC S c ea i t o ma  
2 8: 41 61  00 — . -  

peii t nsa  ̄- m oa o e  eQn h i i t l eu rc t i   t - p rl vr h  ig a- b   a a  p ao p i t e   t - eP t T d r gls4  er[]A v csnWa r c n e 0 9  ui   t 0yas . d a e    t   i c ,2 0 , n a  J n i eS e 2 () 18 16 i h ee t n lha s at 02: 6 — 7 .( C i s  hE gi   t c   n n wi s br )

[】 邱扬,傅伯杰,王勇 .土壤侵蚀时空变异及其与环境 因子  4  
的时空关系[ .水土保持学报 ,2 0 ,1() 0 - 11 J 】 02 6 1:18 1.  

[7 刘敏,沈彦俊, 曾燕,等.近 5 1】 0年 中国蒸发皿蒸发量变 
化 趋 势 及 原 因 【 .地 理 学 报 ,2 0 ,6 () 5 -2 9 J ] 0 9 43:2 9 6 .  

6  8

农 业 工 程 学报  

20 0 9盆 

LuMi, hn Y nu , e gY n e a. hn igt n   f i   n S e  ajn Z n   a , t 1C agn r do    e
pa  e po a i  a  is n va r ton nd t ca e us  ov r he e  t  pa t s 50 e r i   y a s n

2 0 , 95: 5 -6 1 i hn s w t E gi   sat 0 8 1()66 6 .nC iee i  n l h bt c) (   h sa r  
[0 G o a r  P 2 ] o v et  Us g l a o  t i h  g o t i ia s i  ee t n o d e e s t t l n v i  a  t a sc  

C iaJ hn [ .Ac   e gahc  iia 0 9 43: 2 9   ] t G o rp iaSnc ,2 0 ,6 () 5 — a
2 9 i C iee i  n l has at 6 .(   hns  t E gi   t c  n wh s br )

mapn fanalrs i [ . a n ,19 ,3(/) 2  p igo rifleoi t J C t a 9 9 434:2 7   vy ] e


2 42.  

..资  『 [8 徐 宗 学 ,赵 芳 芳 .黄河 流域 日照 时数 变 化 趋势 分析 [】 1] 源 科 学 ,2 0 ,2 () 13 5 . 0 5 75: 5 —1 9  
Xu Zo g u , a   a g a g V rai n o   n i h  a ito     n x e Zh o F n fn . a ito   fs l tr d ai n u g

[1 Fa k R Sa ee dt i e oa o : t t f o   2 ] rn e . ct rd a   n r lin e  o sme   t a tp t s me o s . t o ua o ,1 8 ,3 : 1 1 2 0 t d[ Ma C mp tt n 9 2 8 8 - 0 . h ] J h i   【2 马 良,左 长 清 ,邱 国玉 .赣北 红 壤 坡 地 侵蚀 性 降雨 的特 征  2】

d rt n i teY l w  ie ai[ . eo re  c n e uai    h  el R vrbs J R sucsS i c, o n o n] e   2 0 , 75:  — 19(  hn s  i  n lha sat 0 5 2 () 13   .nC ieew tE g s  t c) 5 5 i h i br   王 金星 ,张 建 云 ,李 岩 ,等 .近 5 年来 中 国六 大 流 域 径  0 [9  1】 流 年 内分 配 变 化 趋 势 [ .水 科 学进 展 ,2 0 , 1() 5  J ] 0 8 95:6 6


分析 [ .水土 保 持 通 报 ,2 1 ,3 () 4 O  J ] 0 0 01:2 —3 .
MaLag Z oC ag ig QuG o u A ayi o  oie   i , u  hn qn , i  u y . nls  f rs   n s e v
r i alc r c e itc    e s i l e a  n t eno t m     anf l haa trsison rd o lsop lnd i    rhe of   h

J n x po ic[ . ul i o S iadWae C ne a o , i g i rvneJ B l t  f ol   t   o sr t n  a   ] en   n r vi 2 1 ,3 () 4 0 i hn s w t n l has at 00 01:2 —3 .( C iee i E gi   t c) n   h s br   [3 XuZ X T ku h K I ia a Mo oo i t n  n   e  2】    , a eci , s di     h r H. n tnc r dads p  e t c ags nJp ee rcpt i [ .ora o y rlg , h n e i  a s  ei a o J Ju l f dooy    an p itn ] n   H 2 0 ,2 923: 14 l0  0 3 7 (/) 4 一 5 .

6 61.  

W a g Jn i g Z a g Ja y n L   n ,e  1 Vai t n t n s n   i x n , h n  in u , i Ya ta. r i   e d   ao r o  u o s s a o a  it b t n o  h   i   ag r b s s i   f r n f   e s n l d s i u i   f t e s lr e   a i   n r o x n

C ia v r h  at 0y asJ. v n e    tr c n e hn   e  e s 5  e r[ Ad a c s nWae  i c , o t p   ] i S e  

Spataland t m po a   s r buto   ha a t r s i so   a nf l  r sviy i    e r ldit i i n c r c e i tc   fr i a le o i t  

c ng si   a xipr v nc   ve   o e t n 50 ye r   ha e  n Ji ng   o i e o r m r   ha     a s
Ma Lan    - i g Gu gh i, ,Z o Ch n qig。   i g ,, an   an u   ,J u  a g n ,

Qi  o ur u   ie, uGu y  - oHug   ,H  

(.ttKe L b rtr o E r u ae rcse n R suc E ooy B in 0 8 5 C ia 1S e y a oaoy f at r c P oess d eo re cl , e ig10 7 , hn ; a hS f a g j   2 C l g  R sucs c n e n   c n l , e i om l nvri , e'g10 7 , hn ; . ol e eo re  i c  dT h oo B in e o f Se a e y g j gN r a  i sy B in   85 C i   U e t j i 0 a 3 R sac  e t  nS ia dW t  o srain te n t    W t  eo re, e i  0 0 4 C i ; . eerhC ne o ol n   ae C nev t   h  i r o r   r oo f Mi sy f ae R sucsB in 10 4 , hn   r jg a 4 K yL b rt yo ae R sucs n ni n e t S a d n P o ic, ae R s ucs ee rh ntue   . e a oao fW tr eo re  dE vr m n o hn o g rv e W t eo re R sac Istt o r a o f n r i f
S a d n    vn e Jn n2 0 1 , hn ) h n o gP ic , ia   5 0 3 C ia 

Absr c : The t y f s a il n  t mpo a d srb to  c a a t rsi s f r i f l r sv t   h n e  i o   r a  tat  sud  o   p ta a d e r l iti u i n h r ce itc  o   an a l o i iy c a g s s f g e t  e

sg i c n e t   ic v r t e f r t n me h n s a d e ou i n p o e s f s i wae   r so .On t e b ss o   i n f a c   o d s o e   h   o ma i   c a i i o m  n   v l t   r c s o   o l o   tr eo in  h   a i f  
p e i iai n d tba e r r cp tto   a a s fom  9 7 t   0  c le t d b  1   t o o o i a  t to s i Ja g   r v n e h   e 1 5   o 2 08 o l ce   y 6 mee r l g c l sai n  n  in xip o i c ,t e tmpo a  rl

c a g so   n   me s r sa d i  p t l it b t n c a a t rs c   f an a1 r sv t   r  n l z d, ih c u d b   h n e   f o g t  e i  n   s ai   sr u i  h r c e t so   i f l e o i i we e a ay e wh c   o l   e l i e ts ad i o i i r   y t e f u d t n i   e su y o   e c n e u n e   f l t   h n e o   o l r so . eh d   fM a n Ke d l t s a d h  o n ai  n t   t d   ft   o s q e c so   i i c a g   n s i e o i n M t o so   n — n al e t n   o h h c ma c      
it r lto   fr d a  ss f to swe e e n e po ai n o  a ilba i unci n   r   mplye The r s lss o d t a  a   n ua an a l r i t   si a   o d.  e u t  h we  h tme n a n 1r i f l e osvi wa  n n   y ic e sng te  ndt   r wt   sm an y p ti po ii n i ea in    t e  h n so c re    umm e , s c al  ul   n r a i   nd a   g o hwa   i l   u   r he n  sto   r l t t o h rt i g   c u r d i s n o o n r e pe ily J y a d Au us. c ls a ilv ra in o  r sv t   sv r   itn ti  ing i o nc . e ewe et r e d si c  r svi — n   g t Lo a p ta  a ito   fe o i iy wa   e y d si c n Ja x   vi e Th r   r  h e   itn te o i t   pr y

ices gcnes n r w s Z a gh  i  n  o t s o  a g i rv c)adt e  i ic d ces gcnes n rai  etr (ot et hn suc ya dsuh t f i x  o i e n   edsn t erai  et   n h , t we   J n p n r h t   n r ( atWet n  o te s o  a g i rvn e. h s  g n u ha o h s suh s o  a g i rvn ew ee Es , s a dsuh at f i x  o ic)T eer i ssc s r wet o twet f i x po ic  h r      Jn p eo nt ,   Jn  
t   an a le o i iy i c e s d c n itnt  n t e pa t5   e r .s o d be t e pro i   r a  o c n o  o la   tr he r i f l r sv t  n r a e   o sse l i  h   s  2 y a s h ul       i rt a e st   o t ls i  nd wae     y h y r e o i n e pe i l   r so   s ca l y.

Ke   r s t s, i  e e   n l ss r i , r s n M a n. n a l s ai l h r ce si s y wo d : e t t mes r sa a y i, an eo i , n Ke d l p t   a a t r t   i o , ac i c




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