中国西南喀斯特石漠化区降雨侵蚀力动态演变及多维驱动机制研究

本研究针对西南喀斯特石漠化区土壤侵蚀加剧问题，通过Mann-Kendall检验、重心模型和最优参数地理探测器(OPGD)等方法，揭示了1961-2020年不同石漠化治理区降雨侵蚀力(R)的时空分异规律。研究发现区域平均R值达4656.20 MJ·mm·ha-1 ·h-1 ·a-1 ，夏季贡献64.57%，且降水与GDP交互作用对R的解释力超90%。基于NEX-GDDP-CMIP6预测显示未来R值将最高增长85.60%，为喀斯特生态修复提供科学依据。

　　

在全球气候变化背景下，土壤侵蚀已成为威胁生态系统的重大环境问题，而降雨侵蚀力(R因子)作为关键驱动力，其变化直接影响着喀斯特这类生态脆弱区的土壤流失速率。中国西南喀斯特区作为全球最大连片喀斯特地貌带，石漠化面积达54万平方公里，其特殊的地质结构使得表层土壤一旦流失便难以再生。更令人担忧的是，IPCC第六次评估报告指出，极端降雨事件频发将加剧侵蚀力不确定性，而现有研究多聚焦单一喀斯特类型，缺乏多类型区对比及社会经济驱动力的系统解析。

针对这一科学空白，来自贵州师范大学的研究团队在《Journal of Hydrology: Regional Studies》发表了创新性成果。研究团队整合了245个气象站60年数据，运用Mann-Kendall趋势检验、重心迁移模型和最优参数地理探测器(OPGD)等方法，首次系统评估了8类石漠化治理区降雨侵蚀力的时空演变特征。为预测未来变化，研究人员创新性地采用NEX-GDDP-CMIP6中23个气候模型，通过分位数映射(QM)偏差校正后构建多模型集合(MME)，在SSP1-2.6、SSP2-4.5和SSP5-8.5三种情景下模拟了2030s-2090s的变化趋势。

关键技术方法
研究采用中国气象局V3.0日降雨数据(1961-2020)，基于Yu-Rosewell日侵蚀力模型(侵蚀性降雨阈值12mm)计算R值；通过径向基函数(RBF)插值生成空间分布；运用Theil-Sen斜率估计趋势强度；采用六项指标(CC、NSE、RMSE等)评估CMIP6模型性能，筛选最优三模型构建MME；利用OPGD模型量化16个自然-社会经济因子的交互效应。

主要研究发现
3.1节揭示区域平均R值达4656.20 MJ·mm·ha^-1
·h^-1
·a^-1
，峰丛平原区(PFP)最高(7068.92)，峡谷区(KC)最低(3184.08)。夏季贡献率达64.57%，且68.5%站点呈上升趋势，如桂林站通过95%显著性检验。

3.2节显示年均降水量(MAP)是核心驱动因子(q>0.55)，在峰林区(KP)解释力达93.9%。PM_2.5
与GDP的交互作用产生非线性增强效应，在峰丛洼地(KFB)解释力达0.94，反映工业活动通过改变大气微物理过程影响降雨格局。

3.3节预测SSP5-8.5情景下2090sR值将激增85.60%，槽谷区(KTV)和丘陵洼地(KHD)增幅最大。重心模型显示未来R值中心将向西北-西南迁移，加剧槽谷区的侵蚀风险——该区坡耕地占比高且植被恢复困难，需特别关注。

结论与启示
研究首次揭示了不同石漠化类型区R值的异质性演变规律：降水主导但社会经济因子通过"气候-社会"耦合作用产生放大效应。预测显示未来KTV、KHD等区域R值增长将超50%，远超2005年石漠化治理规划基准值。这提示现行工程措施可能难以应对气候变化带来的挑战，需在槽谷区优先发展生态畜牧业替代坡耕农业，在峰丛区强化立体水文调控。研究创新性地将CMIP6应用于侵蚀力预测，虽然模型存在低估倾向(校正前偏差达-10131.60 MJ·mm·ha^-1
·h^-1
·a^-1
)，但经QM校正后误差降至0.2%，为喀斯特区水土保持策略的迭代更新提供了可靠的科学依据。