降雨侵蚀力是引起土壤侵蚀的潜在能力,对降雨侵蚀力的研究是水土流失规律研究的一个基础环节。我国土壤侵蚀面积大,侵蚀程度较为严重,由土壤侵蚀引发的水土流失和土地退化等问题对我国生态环境与可持续发展造成了不利影响。相关研究表明区域降雨直接影响水力作用的程度,而水力作用是影响土壤侵蚀最为严重的驱动因子,因此土壤侵蚀和区域降雨密切相关。南充市作为我国重要的生态维护区,其境内溪谷相间,水系发达,沟壑密集,群丘林立,特别阆中市、仪陇县、营山县等区域的坡陡且长,为水力侵蚀提供了有利的地形条件。近年来强降雨天气频发,导致滑坡、泥石流等水土流失自然灾害频发,严重影响了区域气候变化和可持续发展。因此,研究气候变化背景下南充市侵蚀性降雨与降雨侵蚀力的时空变化特征,对于明确区域水土流失潜在风险,开展水土保持监测和农业管理具有重要意义。 鉴于此,本文以南充市为例,基于南充市7个气象站1964~2021年逐日降雨量,采用章文波日降雨侵蚀力计算模型和评价标准,利用相关系数、5a滑动平均、小波分析和克里金插值等方法,分析南充市年度、季度、月度等不同时间尺度的侵蚀性降雨与降雨侵蚀力的时空变化特征、周期性及其相关性,研究结果对于南充市土壤侵蚀的监测、评估、预测和控制具有一定的参考价值,同时也为南充市水土流失防治和水土保持规划提供了科学依据。本文研究结果如下: (1)年度侵蚀性降雨和降雨侵蚀力的时空变化特征结果表明:时间变化特征上,近58a来,南充市侵蚀性降雨与降雨侵蚀力呈波动增加趋势,但增加趋势不显著,呈现“上升~下降~上升~下降”的阶段性变化特征;南充市侵蚀性降雨和降雨侵蚀力均以9年时间尺度为第一主周期,20年为第二主周期。空间变化特征上,侵蚀性降雨和降雨侵蚀力空间分布整体均呈东北向西南递减趋势,其中最大侵蚀性降雨量和降雨侵蚀力均分布在仪陇县,分别为 814.84mm 和6903.40MJ·mm·hm-2·h-1·a-1,侵蚀性降雨量最低分布在西充县,为684.25mm,降雨侵蚀力最低分布在蓬安县,为5238.33MJ·mm·hm-2·h-1·a-1。 (2)季度侵蚀性降雨和降雨侵蚀力的时空变化特征结果表明:时间变化特征上,南充市不同季度侵蚀性降雨存在较大差异,其中夏季侵蚀性降雨量最大,秋季和春季次之,冬季最小,南充市侵蚀性降雨量夏季占比超过全年的54%,降雨侵蚀力夏季占比超过全年的59%;侵蚀性降雨和降雨侵蚀力春季存在17年的第一主周期和5年的第二主周期,夏季存在30年的第一主周期和10年的第二主周期,秋季存在7年的主周期,冬季存在10年的第一主周期和30年的第二次主周期。空间变化特征上,四季侵蚀性降雨、降雨侵蚀力和二者相关性的空间分布均由东北向西南逐渐递减;四季空间变化趋势整体相同,但分布上存在一定差异。四季 侵蚀性降雨和降雨侵蚀力高值均主要分布在仪陇县和营山县,低值主要分布在西充县和高坪区。 (3)月度侵蚀性降雨和降雨侵蚀力的时空变化特征结果表明:时间变化特征上,南充市月侵蚀性降雨与降雨侵蚀力年内分布均呈单峰型,主峰集中在汛期6~9月份,7月最大,并在7月由峰顶向两侧逐渐降低。其中汛期6~9月的侵蚀性降雨和降雨侵蚀力分别占全年的64.75%和69.37%;南充市侵蚀性降雨和降雨侵蚀力6月存在10年的第一主周期和30年的第二主周期,7月存在11年的第一主周期和24年的第二主周期,8月存在25年第一主周期和7年第二主周期,9月存在6年的第一主周期和10年的第二主周期。空间变化特征上,侵蚀性降雨和降雨侵蚀力在汛期6~9月的分布总体由东北向西南降低,汛期6~9月的侵蚀性降雨和降雨侵蚀力高值均主要分布在仪陇县和营山县,低值主要分布在高坪区。 (4)降雨侵蚀力与侵蚀性降雨相关性的时空变化特征表明:时间变化特征上,南充市各站点降雨侵蚀力与侵蚀性降雨量呈显著正相关,表现为春季>秋季>冬季>夏季,8月>9月>7月>6月。空间变化特征上,春季、夏季和秋季阆中市的降雨侵蚀力与侵蚀性降雨相关系数最高,而冬季的营山县降雨侵蚀力与侵蚀性降雨的显著系数最高。6月、7月和9月阆中市的降雨侵蚀力与侵蚀性降雨相关性系数最大,8月蓬安县为显著性最为相关的地区。