【摘 要】
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降雨侵蚀力是指降雨达到一定量级后引发土壤侵蚀的潜在能力。我国是土壤侵蚀最为严重的国家之一,土壤侵蚀引发的土地退化等灾害对我国生态环境与经济社会发展造成了不可估量的损失。相关研究表明,土壤侵蚀主要由水力、风力、冻融、重力四种作用引起,其中水力作用引起的土壤侵蚀在我国最为显著,同时相关研究表明,造成水力侵蚀的主要原因是降雨。祁连山地区是我国西北地区重要的生态安全屏障,近年来受气候变化、过度开发等因素的
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降雨侵蚀力是指降雨达到一定量级后引发土壤侵蚀的潜在能力。我国是土壤侵蚀最为严重的国家之一,土壤侵蚀引发的土地退化等灾害对我国生态环境与经济社会发展造成了不可估量的损失。相关研究表明,土壤侵蚀主要由水力、风力、冻融、重力四种作用引起,其中水力作用引起的土壤侵蚀在我国最为显著,同时相关研究表明,造成水力侵蚀的主要原因是降雨。祁连山地区是我国西北地区重要的生态安全屏障,近年来受气候变化、过度开发等因素的影响,祁连山地区土壤侵蚀问题逐渐成为社会各界关注的焦点,因此,研究气候变化背景下祁连山地区降雨侵蚀力的变化,有助于该地区水土流失的定量预报,为防治土壤侵蚀、改善生态环境提供理论指导。本文利用祁连山地区13个气象站点1960-2017年逐日降雨数据与SSP119、SSP585两种排放情景下的气候模式数据,通过日雨量模型、傅里叶功率谱、滑动T突变检验、多模式平均等方法,探究了祁连山地区不同量级降雨侵蚀力年际、季节的时空变化及其大气环流影响因素。同时,运用33个气候模式,对SSP119、SSP585情景下降雨侵蚀力的变化进行预测。主要结论如下:(1)近58a以来,祁连山地区年均降雨侵蚀力、中雨、大雨侵蚀力呈增加趋势,其中,年均降雨侵蚀力增加趋势最为明显,暴雨侵蚀力呈减小趋势;中雨、大雨侵蚀力在春、夏、秋均有发生,暴雨侵蚀力仅在夏季发生,中雨侵蚀力在各季节均呈增加趋势,大雨侵蚀力在春季、秋季呈增加趋势,夏季为减少趋势。整体上,夏季降雨侵蚀力最大、秋季次之、春季最小,中雨、大雨侵蚀力在春季增长率最快、秋季次之、夏季最慢。(2)空间变化方面,年均降雨侵蚀力、中雨侵蚀力、大雨侵蚀力整体上自东向西逐渐减少。春季中雨、大雨侵蚀力的空间分布与降雨量基本一致,东部为高值区,西部为低值区,自东向西递减。夏季中雨、大雨侵蚀力的空间变化基本一致,整体上呈自东向西递减的态势,但祁连山西部夏季大雨侵蚀力相对较高。夏季暴雨侵蚀力空间变化不明显。秋季中雨、大雨侵蚀力自东向西减少。(3)突变分析表明,祁连山地区降雨侵蚀力在1996年发生突变,春季、夏季降雨侵蚀力在1997年发生突变,秋季降雨侵蚀力发生突变较晚,在2010年。研究区降雨侵蚀力主要以短周期特征为主。年均降雨侵蚀力、春季、秋季降雨侵蚀力分别存在4.3a、4a、3.8a的周期,夏季降雨侵蚀力存在7.2a与11.6a的周期,表明祁连山地区降雨侵蚀力主要受大气环流与厄尔尼诺事件的影响。(4)降雨侵蚀力影响因素分析表明,西太平洋副高强度指数(WSHII)、西太平洋副高北界指数(WPSHNI)、西风指数(WCI)是影响祁连山地区降雨侵蚀力的主要环流因素。同时,祁连山地区水汽含量的增加、侵蚀性降雨也是该地区降雨侵蚀力的主要影响因素。(5)CMIP6气候模式分析表明,未来33a,不同排放情景下的降雨侵蚀力均有所增加,SSP585情景下降雨侵蚀力增加更为显著。SSP119情景下,祁连山地区降雨侵蚀力将有小幅增加,降雨侵蚀力仍为增加趋势。空间变化方面,降雨侵蚀力呈自东向西减少趋势,东部为降雨侵蚀力高值区,西部则相反。SSP585情景下,降雨侵蚀力将有明显增加,增加趋势相较于前58a略微下降;降雨侵蚀力空间分布与SSP119情景基本一致,东部地区将成为降雨侵蚀力增加最多的地区。季节变化方面,两种情景下,冬季也将会有降雨侵蚀力的发生,发生年份较晚,在2025年左右。空间变化方面,两种情景下,四个季节降雨侵蚀力呈自东向西递减的态势。
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