《Scientific African》：Integrated assessment of current and future soil erosion losses in the Nekor watershed (Northern Morocco) using EPM modeling, geomorphometric analysis, and climate change scenarios
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水土流失（water erosion）是一个关键的环境风险，气候变化加剧了这种风险，尤其是在地中海和半干旱地区。本研究填补了区域尺度侵蚀评估中的一个重要空白，特别是在北非背景下，通常缺乏严格的基于现场的模型验证。通过将侵蚀潜力模型（Erosion Potent
水土流失（water erosion）是一个关键的环境风险，气候变化加剧了这种风险，尤其是在地中海和半干旱地区。本研究填补了区域尺度侵蚀评估中的一个重要空白，特别是在北非背景下，通常缺乏严格的基于现场的模型验证。通过将侵蚀潜力模型（Erosion Potential Model, EPM）与详细的地貌形态分析（geomorphometric analysis）以及基于SSP2-4.5和SSP5-8.5情景的CMIP6高分辨率气候预测相结合，研究人员评估了摩洛哥北部Nekor流域的土壤侵蚀风险。EPM模型经过仔细校准和验证，使用了广泛的基于现场的冲沟（gully）清单和形态指标，确保了高预测精度，ROC-AUC分析（AUC?=?0.77）证实了这一点。当前的侵蚀速率已经超过了可容忍阈值，年均土壤流失超过80 t/ha/year。这表明严重的土地退化，尤其是在南部和西南部子流域，由于陡坡、脆弱的岩性和稀疏的植被而尤为明显。未来预测表明，到2040年，在SSP2-4.5情景下土壤流失将进一步增加3.28%，在SSP5-8.5情景下增加4.84%，突显了日益恶化的退化风险。本研究新颖地结合了建模和气候情景，为气候变化下空间明确的侵蚀模式提供了可操作的见解。研究结果强调了迫切需要可持续和适应气候的土壤保持措施，如重新造林、拦沙坝（check dams）和优化的土地利用策略，以保护土壤资源并维持Ben Abdelkarim El Khattabi大坝的功能。
水土流失是全球环境挑战，尤其是在地中海和半干旱地区，气候变化进一步加剧了这一风险。摩洛哥北部的Nekor流域是侵蚀最严重的区域之一，其脆弱性源于陡峭地形、易蚀岩性（如泥灰岩和片岩）、稀疏植被以及恶劣气候条件。然而，该区域缺乏结合经验模型与高分辨率气候预测的定量评估，限制了流域管理者预测未来侵蚀轨迹的能力。本研究旨在填补这一空白，通过集成侵蚀潜力模型（Erosion Potential Model, EPM）、地貌形态分析和CMIP6气候预测（SSP2-4.5和SSP5-8.5情景），评估当前和未来（2040年）土壤侵蚀损失，并为可持续土地管理提供科学依据。论文发表在《Scientific African》。
研究人员使用的主要技术方法包括：基于Gavrilovi?方程的EPM模型，结合土壤保护系数（Xa）、土壤可蚀性系数（Y）、坡度（Ja）和侵蚀过程系数（φ）等参数；地貌形态分析，通过形态指数（如形状因子、伸长率、紧凑度等）和流域高度分析（hypsometric analysis）评估子流域稳定性；CMIP6气候预测数据（SSP2-4.5和SSP5-8.5情景）经偏差校正和降尺度后驱动EPM模型；模型验证采用1,541个冲沟（gully）点清单和随机非侵蚀点，通过ROC-AUC分析（AUC=0.77）评估性能。所有空间数据均重采样至30米分辨率，来源包括Loukkos Hydraulic Basin Agency（降水）、ERA5-Land（温度）、ESA WorldCover（土地覆盖）和1:500,000地质图。
**Spatial Patterns of EPM Model Inputs**：研究分析了EPM模型输入因子的空间分布。温度系数从南部约1.0°C增至北部约1.4°C，降水呈现西南高（511 mm/yr）至东北低（267 mm/yr）的梯度。土壤可蚀性（Y）在西南部和西部出口区最高（1.6-2.0），对应软质沉积岩；土地覆盖以牧场（Xa=0.6）和裸地（Xa=0.9）为主，保护作用弱。侵蚀过程系数（φ）北坡较高（0.36-0.58），表明水分条件加剧侵蚀。坡度在南部和西南部陡峭（40%至>80%），增加了侵蚀风险。
**Estimating soil erosion rates using the EPM framework**：通过EPM模型计算，当前年均土壤流失为6,935.64 m3/km2/year（约80.33 t/ha/year），最大可达1,678 t/ha/year。约50%流域面积土壤流失超过3,000 m3/km2/year，南部和西南部子流域为严重侵蚀热点（占流域面积15%）。这些结果与地中海地区类似研究一致。
**Correlation analysis of EPM parameters and soil erosion rate**：皮尔逊相关分析显示，侵蚀潜力（Z）与土壤流失（W）高度相关（r=0.98），表明近乎线性关系。土壤保护系数（Xa）与W呈正相关（r=0.64），但反映空间关联而非保护效果，因高Xa区域多位于陡坡和易蚀岩性区。降水、土壤可蚀性和坡度也与W正相关。温度系数与W负相关（r=-0.24），表明高温可能通过降低植被覆盖间接加剧侵蚀。
**Climate change projections for temperature and precipitation**：基于CMIP6的SSP2-4.5和SSP5-8.5情景，预测2040年平均温度升高1.2-1.47°C，最大降水减少约20%（从511 mm降至约404 mm），降水空间分布向西移动，表明极端降雨事件西移。
**Forecasted soil loss under future scenarios**：在假设土地覆盖不变条件下，未来土壤流失预计增加3.28%（SSP2-4.5）和4.84%（SSP5-8.5），相当于平均增加228-347 m3/km2/year。高风险区域向下游扩展，威胁Ben Abdelkarim El Khattabi（BAKh）大坝。
**Morphometric assessment of erosion patterns in high-risk sub-basins for soil loss**：对五个高风险子流域进行形态指数分析，子流域4和5表现出高不稳定性（形状因子和紧凑度系数高，流域高度积分HI>0.5），表明下切过程主导，与EPM模型确认的高侵蚀热点一致。子流域1-3呈中度不稳定，主要受山坡过程影响。
**Evaluation of model performance and limitations**：ROC-AUC分析显示AUC=76.7%，表明EPM模型能有效区分侵蚀与非侵蚀区域。冲沟密度图与EPM土壤流失空间分布高度吻合，证实模型可靠性。但存在不确定性，包括经验系数的简化、未来气候预测的偏差校正误差，以及假设土地利用不变。
**Longevity of the Ben Abdelkarim El Khatabi Dam under different climate scenarios**：当前约50%流域面积侵蚀速率超过3000 m3/km2/year，未来侵蚀加剧将加速大坝淤积，威胁其供水功能。现有水土保持设施退化，急需采取适应性措施。
讨论部分指出，EPM模型与地貌形态分析结合有效识别了高风险区域，气象和地形因素的交互作用加剧了侵蚀。未来气候预测的不确定性需通过更多现场观测和多模型比较来降低。研究结论强调了采取可持续土壤保持措施（如重新造林、拦沙坝和优化土地利用）的紧迫性，以保护BAKh大坝的功能和延长其使用寿命。
研究结论翻译如下：本研究对摩洛哥北部典型半干旱地中海流域Nekor进行了当前和未来土壤侵蚀损失的集成评估。通过校准和验证的EPM模型结合冲沟清单，研究人员生成了高分辨率侵蚀风险图，揭示了显著的空间异质性。南部和西南部区域因陡坡、脆弱地质和稀疏植被表现出高侵蚀脆弱性。EPM模型结果显示年均土壤流失6,935.64 m3/km2/year（约80.33 t/ha/year），局部峰值达1,678 t/ha/year。约50%流域面积超过临界阈值3,000 m3/km2/year。模型因子与土壤流失的交叉分析显示侵蚀潜力（Z）与土壤流失（W）高度相关（r=0.98），突出了基质可蚀性、强降水和坡度的关键影响，而温度系数与土壤流失呈显著负相关，表明植被覆盖在调节侵蚀动态中的作用。未来情景（SSP2-4.5和SSP5-8.5）预测，到2040年平均温度升高1.2-1.47°C，最大降水减少约20%，土壤流失预计增加3.28%（SSP2-4.5）和4.84%（SSP5-8.5），高风险区域向下游扩展。地貌形态和流域高度分析确认南部子流域（4和5）的地貌不稳定性，以侵蚀下切过程为主，并可能受构造活动放大。模型验证（ROC-AUC=76.7%和冲沟密度图）强化了结果的稳健性。研究结果揭示了对Ben Abdelkarim El Khattabi大坝的严重威胁，建议立即实施针对侵蚀热点区域的保护措施，如重新造林和冲沟修复，本研究的方法也为其他地中海和半干旱区域提供了可转移框架。
