1. 文章信息
文章题目： Temporal changes on soil conservation services in large basins across the world
发表期刊： CATENA （ Q1/ 5.777 ）
作者： Yiming An
2. 文章概况
土壤侵蚀是
全球
土地退化的主要驱动因素之一，因此土壤保持服务越来越受到关注。本研究调查了 2001
-
2018 年全球
4
个大型代表性流域（亚马逊、密西西比、长江和黄河流域）土壤保持服务的时空格局。在 RUSLE 框架下估算年土壤保持服务和土壤侵蚀速率，并利用 Mann-Kendall 检验分析时间趋势。此外，通过每年拟合逐步回归和计算因子的贡献，评估土壤侵蚀因子对水土保持服务空间分布的影响。结果表明：长江流域年平均侵蚀率和平均土壤保持服务
最高
。亚马逊河流域的年平均土壤侵蚀率最低，而密西西比河流域的平均土壤保持服务量最低。研究期内，长江和黄河流域土壤保持服务呈增加趋势，平均变化速率为 27.23
M
g h
a
?1
yr
?1
和 16.60
M
g h
a
?1
yr
?1
。增加水土保持服务主要是由气候变化（即降雨）以及气候和土地覆盖变化的综合影响驱动的，但地形条件是主要的空间驱动因素。
3. 研究方法与数据来源
3.1. 研究区
该研究的重点是位于南美洲的亚马逊河流域，北美的密西西比河流域，中国的长江和黄河流域（
图 1
）。
图 1 四个研究区域位置以及有关主要河流和相关流域范围的基本信息
3.2. 材料与方法
使用 RUSLE 框架对潜在和实际土壤侵蚀率进行评估
，
利用 Mann-Kendall 检验分析时间趋势
，
采用研究期内每年土壤保持服务与土壤侵蚀因子（即
降雨侵蚀系数
R 、
土壤可蚀系数
K 、
坡度长度和坡度系数
LS 和
覆盖和管理系数
C ）的逐步回归拟合，各因子的方差贡献揭示了其对水土保持服务空间分布的影响
，
根据研究期间土壤保护服务、 R 因子和 C 因子时间序列的 Mann-Kendall 检验 Z 评分的迹象
（
图 2
）。
图 2 水土保持服务 趋势的 9 种可能 情况
3.3. 数据来源
4. 研究结果
4.1. 2001 - 2018 年土壤保持服务、土壤侵蚀率及其时空趋势
长江流域在研究期间产生的水土保持服务和水土流失率最高，而亚马逊河流域产生的土壤侵蚀率最低，密西西比河流域产生的水土保持服务最低
。
水土保持服务也受到海拔高度的影响。随着海拔的增加，长江流域的海拔上升 1000 米，亚马逊河流域的海拔
上升 1800 米时水土保持服务随着海拔的
升高而增加，
在更高的海拔则减少，
尽管后者存在非线性行为。在密西西比河
和
黄河流域，土壤保持服务与海拔之间的关系尚不清楚。一般而言，土壤保持服务随坡度增加而增加
。
在研究期间，长江和黄河流域的土壤保持服务显著增加，而亚马逊和密西西比河流域的平均土壤侵蚀率显着增加
。
图 3 2001 - 2018 年年均水土保持服务量与土壤侵蚀速率的空间分布及其与海拔和坡度的关系
图 4. 2001-2018 年年均水土保持服务和水土 侵蚀率 的散点图以及每个流域的土壤保持趋势的空间分布
4.2. 驱动因素 分析
地形条件（ LS ）可以解释土壤保持服务的大部分方差，其次是降雨侵蚀性（ R ）
，
地表特征（ C ）
和
土壤条件（ K ）都
解释率很低（图 5 ）。
对于土壤保持服务增加的地区，亚马逊河和密西西比河流域的大面积与气候（ R 因子）的增加趋势相关，而气候和土地覆盖的综合效应的变化在很大程度上影响了长江和黄河流域土壤保持服务的增加。对于土壤保持服务减少的地区，气候和土地覆盖的影响所产生的面积是四个流域中最大的。土地覆被的变化影响到四个盆地中很小一部分地区
（
图 6-7
）
。
图 5 2001-201 年由 RUSLE 因子解释的土壤保持服务差异 图 6 2001 - 2018 年各流域土壤保持服务趋势和驱动因素（气候和土地覆盖）的空间分布：（ a ）亚马逊河、（ B ）密西西比河、（ c ）长江、（ d ）黄河 图 7 不同驱动因子（气候、土地覆盖变化及其综合效应）主导下的不同土壤保持服务倾向下四个流域的面积比例
5. 总结
在这项研究中，估计了 2001 年至 2018 年全球 4 个大型代表性流域的年均土壤保持服务和土壤侵蚀速率，并评估了驱动因素（ RUSLE 下的土壤侵蚀因子）的影响。这项工作的主要结论如下：
（
1
）
在所有的研究中，年平均土壤侵蚀速率都很高，特别是在长江、黄河和密西西比河流域，是土壤退化的主要威胁。
（
2
）
水土保持服务功能以长江流域最大，其次是黄河、密西西比河和亚马逊河流域，高水土保持服务功能区主要分布在丘陵和山区
。（
3
）
长江、黄河流域水土保持服务功能在研究期内总体呈显著增加趋势，但不同流域的变化率不同。
（
4
）
总体而言，地形条件是土壤保持服务功能变化的主要空间驱动力，气候和土地覆盖变化的综合作用是研究区土壤保持服务功能变化的主要驱动力。未来的研究应使用改进的数据来估计 RUSLE 因素（例如，降水和作物类型图、保护措施的分布），从而提高结果的准确性
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