近30年东北地区降雨侵蚀环境的时空演变及降雨侵蚀力研究

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本文利用东北地区水文站或气象站点计177站1980~2009年30年的日侵蚀性降水量和逐月的气温资料及NASA提供的30d最大合成的植被指数MOD13A3数据产品。分析东北地区近30年来降雨侵蚀环境的时空演变及周期性分析,在此基础上,分析降雨侵蚀力时空变化规律,建立基于年降雨量的简易模型。主要结论如下:1、东北地区近30年降雨侵蚀环境的时空演变(1)东北地区1980年~2009年的多年平均降雨量为420.22mm,近30年来,东北地区的多年平均年降水量由东南向西北方向减少呈带状分布。各季节的降水量的空间分布与其年降水量的空间分布大体一致,都是从东南向西北方向减少呈带状分布,其中东南地区夏季降水最多,东南部的降水量达到600mm以上。(2)东北地区近30年年平均气温为4.69℃,其空间分布特点是北部温度低,南部温度高,且南北年平均温差为14℃,温度差异明显。四季温度最高的区域主要分布在辽宁省的大部分地区,气温最低的地方为大兴安岭的北部;造成这种分布主要是受纬度位置的影响。(3)东北地区植被覆盖呈增长趋势,趋势线斜率0.0029,说明该区间植被状况有所改善。2000-2009年东北地区地表植被覆盖整体得到改善的区域比退化的区域面积要大,得到改善的区域面积为107.46万kmm",约占86.28%;基本不变的区域面积为7.99万km2,约占6.47%;退化的区域面积为8.07万km2,约占6.53%。东北地区降雨与NDVI是正相关关系的面积为86.49km2,占60.19%;负相关关系的面积为57.21km2,占39.81%;其中正相关显著面积为8.23 km2,占6.45%,负相关显著面积为3.19kmm2,占2.98%;在小兴安岭及东北平原北部降雨和NDVI呈现的负相关极显著,相关系数较大,出现在降雨减少的情况下植被却增加的趋势,说明人类的活动对该区域植被有积极的促进作用。2、东北地区近30年降雨侵蚀力的时空演变及基于年降雨量简易模型的建立(1)东北地区1980-2009年30年平均降雨侵蚀力为2158.81 MJ·mm/hm2·h·a,最大值为3822.08 MJ·mm/hm2·h·a,最小值1520.06 MJ·mm/hm2·h·a,降雨侵蚀力的标准差为499.71,偏差系数Cv为0.23,所以侵蚀的年际变化不大。在月尺度上,7月份的降雨侵蚀力最大,为504.15 MJ·mm/hm2·h·a,占全年35.17%,其次为8月,占29.11%。降雨侵蚀力分布极为不均,全年79.42%集中在夏季,冬季降雨侵蚀力只占0.60%,6~9月的降雨侵蚀力占全年87.40%。总体上,区间的降雨侵蚀力变化不大,但时间分布集中。(2)在对东北地区30年降雨量及年降雨侵蚀力进行相关分析,相关系数0.935,显著性水平较为显著。然后对年降雨量及降雨侵蚀力值进行回归分析,其判定系数R2为0.913,得到整个东北地区年降雨量与年降雨侵蚀力的回归拟合方程。通过做估算多年平均侵蚀力与基准值线性回归,R2为0.996,此方程在计算年降雨侵蚀力上具有一定的精度,并且在算法上比基于日降雨量的算法简便,同时不受无自记降雨资料的限制,因此可以用作东北地区年降雨侵蚀力的简易算法。
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