中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)空間特征及其影響因素

龔詩(shī)涵,肖 洋,鄭 華,肖 燚,歐陽志云, *

1 中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心 城市與區(qū)域生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100085 2 中國(guó)科學(xué)院研究生院, 北京 100039

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中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)空間特征及其影響因素

龔詩(shī)涵1, 2,肖 洋1, 2,鄭 華1,肖 燚1,歐陽志云1, *

1 中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心 城市與區(qū)域生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100085 2 中國(guó)科學(xué)院研究生院, 北京 100039

水源涵養(yǎng)是陸地生態(tài)系統(tǒng)重要生態(tài)服務(wù)功能之一,包含著大氣、水分、植被和土壤等自然過程,其變化將直接影響區(qū)域氣候水文、植被和土壤等狀況,是區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)狀況的重要指示器。我國(guó)水資源貧乏,降水時(shí)空分布不均,在區(qū)域尺度上評(píng)估全國(guó)生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)功能空間特征及其影響因素,對(duì)科學(xué)認(rèn)識(shí)和合理保護(hù)我國(guó)生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng),和制定生態(tài)環(huán)境保護(hù)決策具有十分重要的意義。以全國(guó)生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)功能為研究對(duì)象,通過收集和分析相關(guān)數(shù)據(jù),對(duì)各類典型生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類與統(tǒng)計(jì),在區(qū)域尺度上評(píng)估中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)功能,并分析氣候與人類活動(dòng)對(duì)其影響。結(jié)果表明：(1)中國(guó)水源涵養(yǎng)總體上呈現(xiàn)東南高西北低、由東到西逐漸遞減特征。2010年全國(guó)生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)總量為12224.33億m3。(2)森林是我國(guó)生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)的主體,其水源涵養(yǎng)量最高,占全國(guó)水源涵養(yǎng)總量的60.80%。其中,常綠針葉林生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)量最多,而常綠闊葉林水源涵養(yǎng)能力最高。按流域統(tǒng)計(jì),相對(duì)于其他一級(jí)流域,長(zhǎng)江流域生態(tài)系統(tǒng)的水源涵養(yǎng)量最高。(3)中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)受氣候和人類活動(dòng)的影響,與降水、溫度、蒸散、坡度、COD密度和長(zhǎng)江生態(tài)工程呈現(xiàn)顯著的正相關(guān),而與GDP密度和農(nóng)村人口密度呈現(xiàn)明顯的負(fù)相關(guān)。

水源涵養(yǎng)；空間特征；氣候影響；人類活動(dòng)

生態(tài)系統(tǒng)不僅為人類提供了糧食、木材、藥材及其他工業(yè)用品,更重要的是支撐與維持了地球的生命支持系統(tǒng)[1]。過去人類對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的重要性不甚了解,導(dǎo)致了生態(tài)環(huán)境的破壞,從而損害了生態(tài)系統(tǒng)功能[2- 3]。由于水是一重要的載體,水源涵養(yǎng)在各項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)中處于中心地位,對(duì)系統(tǒng)生產(chǎn)力、養(yǎng)分循環(huán)等其它功能都會(huì)產(chǎn)生影響[4]。在中國(guó),水資源問題十分嚴(yán)重。水資源短缺,水質(zhì)惡化,空間分布和時(shí)間分配不均,洪災(zāi)、旱災(zāi)頻繁,等等,已給人們帶來巨大影響。人口的增長(zhǎng)、城市化進(jìn)程的加快以及全球氣候變暖也將進(jìn)一步加劇水資源問題。

生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)功能一直是生態(tài)學(xué)與水文學(xué)研究的熱點(diǎn),已發(fā)表了大量的研究成果[5]。生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)功能是一個(gè)動(dòng)態(tài)發(fā)展中的概念,其內(nèi)涵隨著人們對(duì)生態(tài)系統(tǒng)與水關(guān)系認(rèn)識(shí)的不斷深入而變化。早期對(duì)水源涵養(yǎng)的研究是指生態(tài)系統(tǒng)對(duì)河流水量的影響,主要涉及到徑流調(diào)節(jié)部分[6]。后來的生態(tài)系統(tǒng)攔蓄降水和土壤含水功能逐漸受到重視[7],并展開了一系列相關(guān)研究。

水源涵養(yǎng)功能概念較廣,主要表現(xiàn)形式包括生態(tài)系統(tǒng)的攔蓄降水,調(diào)節(jié)徑流,影響降雨量,凈化水質(zhì)等。不同生態(tài)系統(tǒng)的水源涵養(yǎng)具有差異性,包括不同森林、草地的種類之間及各種群內(nèi)部的水源涵養(yǎng)能力的差異。特別是森林水源涵養(yǎng)功能,研究者從各種角度進(jìn)行研究和闡釋,并且根據(jù)各自對(duì)水源涵養(yǎng)功能的理解,提出了不同的見解?？偟膩砜?研究者對(duì)森林水源涵養(yǎng)功能的普遍定義是：降水被森林的林冠層、枯落物層和地下土壤層等攔截、吸收和積蓄,從而使降水充分積蓄和重新分配[8-10]；也有學(xué)者從更廣義的角度,將森林凈化水質(zhì)、調(diào)節(jié)徑流和影響雨量等也包含在森林的水源涵養(yǎng)功能內(nèi)[11]。

近年來中國(guó)發(fā)生著巨大的變化,人口經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)、資源的需求進(jìn)一步增大、生態(tài)環(huán)境受到一定的沖擊。同時(shí)政府為了緩解發(fā)展的壓力,在全國(guó)范圍內(nèi)開展了一系列的生態(tài)保護(hù)與恢復(fù)工程 (天然林保護(hù)、退耕還林還草、京津風(fēng)沙源治理等)。這些變化必然會(huì)影響中國(guó)的生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)功能狀況,進(jìn)而影響我國(guó)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。因此,研究中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)功能狀況,客觀認(rèn)識(shí)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與水源涵養(yǎng)功能,確定水源涵養(yǎng)重要保護(hù)區(qū)域,探討生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)變化的驅(qū)動(dòng)因素,為促進(jìn)我國(guó)生態(tài)系統(tǒng)管理與保護(hù),緩解日趨嚴(yán)重的水資源問題,實(shí)現(xiàn)中國(guó)可持續(xù)發(fā)展具有重要科學(xué)意義。

1 研究數(shù)據(jù)與方法

1.1 研究數(shù)據(jù)

生態(tài)系統(tǒng)類型圖主要基于Landsat TM,環(huán)境衛(wèi)星HJ數(shù)據(jù)采用的面向?qū)ο蟮姆诸惣夹g(shù)獲取[12-14]。降水與溫度數(shù)據(jù),基于普通薄盤和局部薄盤樣條函數(shù)插值理論,時(shí)間范圍1961—2010,來源于中國(guó)國(guó)家計(jì)量信息中心/中國(guó)氣象局(NMIC/CMA)。實(shí)際蒸散發(fā)數(shù)據(jù),主要用到MODIS全球蒸散發(fā)產(chǎn)品(MOD16)和氣象局基于站點(diǎn)的插值數(shù)據(jù),時(shí)間范圍2000—2010,數(shù)據(jù)來源于陸地過程分布式數(shù)據(jù)檔案中心 (LP DAAC) 和中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所。數(shù)字高程模型DEM,空間分辨率為90 m,來源于國(guó)際科學(xué)數(shù)據(jù)平臺(tái)。詳細(xì)數(shù)據(jù)信息見表1。

表1 主要數(shù)據(jù)來源

1.2 研究方法

水源涵養(yǎng)量與降水量、蒸散發(fā)、地表徑流量和植被覆蓋類型等因素密切相關(guān)。水源涵養(yǎng)量計(jì)算主要通過水量平衡方程(The Water Balance Equation)計(jì)算得到。水量平衡法是將森林生態(tài)系統(tǒng)視為一個(gè)“黑箱”,以水量的輸入和輸出為著眼點(diǎn),從水量平衡的角度,降水量與森林蒸散量以及其他消耗的差即為水源涵養(yǎng)量[15]。公式如下：

(1)

式中,TQ為總水源涵養(yǎng)量(m3)；Pi為降雨量(mm)；Ri為地表徑流量(mm)；ETi為蒸散發(fā)(mm)；Ai為i類生態(tài)系統(tǒng)的面積；i為研究區(qū)第i類生態(tài)系統(tǒng)類型；j為研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)類型數(shù)(此次計(jì)算包括森林生態(tài)系統(tǒng)6類,草地生態(tài)系統(tǒng)6類,灌叢生態(tài)系統(tǒng)4類,園地和濕地,詳見表2)。

地表徑流量由降雨量乘以地表徑流系數(shù)獲得。地表徑流系數(shù)是指地表徑流量(mm)與降雨量的比值,在一定程度上反應(yīng)了生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)的能力。地表徑流系通過查閱文獻(xiàn)資料獲得,主要包括公開發(fā)表的文獻(xiàn)和出版專著上的關(guān)于各類型生態(tài)系統(tǒng)徑流小區(qū)的降水、地表徑流數(shù)據(jù)[16-23]。

R=P·α

(2)

式中,R為地表徑流量(mm)；P為年降雨量(mm)；α為平均地表徑流系數(shù)。地表徑流系數(shù)詳細(xì)見表2。

表2 各類型生態(tài)系統(tǒng)地表徑流系數(shù)均值

1.3 數(shù)據(jù)分析

本文基于流域統(tǒng)計(jì)分析,揭示我國(guó)水源涵養(yǎng)重要性空間格局。采用ArcGIS中的Spatial Analyst-Zonal Statistics模塊,根據(jù)流域統(tǒng)計(jì)水源涵養(yǎng)重要性,將水源涵養(yǎng)能力從大到小排序,累積得到水源涵養(yǎng)總量,總量的50%劃分為極重要,其余的25%劃分為重要,剩下的15%為中等,最后10%為一般。為了探索水源涵養(yǎng)與氣候和人類活動(dòng)之間的關(guān)系,選用皮爾遜相關(guān)系數(shù)分析。其中氣候因素主要考慮降水和溫度,人類活動(dòng)主要考慮人口,國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值GDP (農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值GDP1,工業(yè)生產(chǎn)總值GDP2,服務(wù)業(yè)生產(chǎn)總值GDP3),交通密度、生態(tài)保護(hù)工程等。相關(guān)性分析均以縣域?yàn)榻y(tǒng)計(jì)單元,在SPSS軟件中進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 水源涵養(yǎng)空間特性

中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)總體上呈現(xiàn)東南高西北低、由東到西逐漸遞減特征,長(zhǎng)江以南降水量較高地區(qū)的森林生態(tài)系統(tǒng)發(fā)揮著重要的涵養(yǎng)(圖1)。2010年全國(guó)生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)總量為12224.33億m3。其中水源涵養(yǎng)量較高的區(qū)域主要集中在武夷山脈、南嶺、武陵山區(qū)、大巴山區(qū),四川盆地,其次為云貴高原。水源涵養(yǎng)量一般的區(qū)域主要分布在長(zhǎng)白山與大小興安嶺地帶。而蒙古高原、青藏高原以及新疆西北部的水源涵養(yǎng)量較低。地處歐亞大陸低緯度地帶的高山區(qū),受人類活動(dòng)影響較少,植被構(gòu)成以亞熱帶和熱帶常綠闊葉林為主,而且降雨豐富,所有水源涵養(yǎng)量較高。然而,地處高緯度地帶的大小興安嶺、長(zhǎng)白山區(qū),雖然人類活動(dòng)干擾較少,植被以寒溫帶針葉林為主,但是該區(qū)域降水較低,植被蒸散量大,所以水源涵養(yǎng)量一般。至于蒙古高原與青藏高原地區(qū),由于海拔較高,屬于我國(guó)第二、三階梯,且年降水量在400 mm以下,植被構(gòu)成以草地生態(tài)系統(tǒng)為主,所以水源涵養(yǎng)量最低。

圖1 中國(guó)水源涵養(yǎng)空間特征Fig.1 Spatial pattern of water conservation in China

由于地理位置、氣候條件、植被結(jié)構(gòu)存在空間差異,水源涵養(yǎng)也表現(xiàn)出明顯的區(qū)別(圖2)。在所有生態(tài)系統(tǒng)類型中,森林是我國(guó)生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)的主體,其水源涵養(yǎng)量為7432.32億m3,約占全國(guó)水源涵養(yǎng)總量的60.80%；灌叢、草地的水源涵養(yǎng)量分別為1723.68億m3、1912.54億m3,各占總量的14.10%、15.65%。從水源涵養(yǎng)能力來看,水源涵養(yǎng)能力最強(qiáng)的是森林和園地,分別為39.21萬m3km-2a-1和46.79萬m3km-2a-1(圖2a)。本研究所估算的全國(guó)森林水源涵養(yǎng)量比陳東立等人和魯紹偉等人的研究結(jié)果3186.18億m3和4933.21億m3要大,但數(shù)量級(jí)一致[24]。估算結(jié)果存在差異,主要是因?yàn)椴煌难芯糠椒ê蛿?shù)據(jù)來源所致。在森林生態(tài)系統(tǒng)中,常綠針葉林水源涵養(yǎng)總量最多,其次為常綠闊葉林。雖然常綠闊葉林水源涵養(yǎng)總量不及常綠針葉林,但是常綠闊葉林水源涵養(yǎng)能力最高。十大江河流域中,長(zhǎng)江流域的水源涵養(yǎng)量最高,為4789.79億m3,約占全國(guó)總量的39.19%；珠江流域次之,水源涵養(yǎng)量為2546.84億m3,約占全國(guó)總量的20.84%(圖2b)。由于長(zhǎng)江流域降雨豐富,植被類型多,面積廣,所以水源涵養(yǎng)量最高。水源涵養(yǎng)能力而言,能力最強(qiáng)的是東南諸河流域,為75.74萬m3km-2a-1；其次是珠江流域和長(zhǎng)江流域,分別為62.52萬m3km-2a-1和40.92萬m3km-2a-1。由于東南諸河流域位于亞熱帶沿海區(qū)域,降雨量較多,而且森林徑流系數(shù)高,森林面積集中,所以水源涵養(yǎng)能力高。

為揭示我國(guó)水源涵養(yǎng)重要性特征,基于流域進(jìn)行分析。本研究將水源涵養(yǎng)分為一般、中等、重要和極重要4個(gè)等級(jí),得到全國(guó)生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)重要性空間格局(圖3)。統(tǒng)計(jì)分析表明,極重要區(qū)的水源涵養(yǎng)總量為6486.57億m3,約占總面積的15.18%。重要區(qū)的水源涵養(yǎng)總量為2977.70億m3,占總面積的10.75%。一般區(qū)的水源涵養(yǎng)總量?jī)H為1062.85億m3,但所占面積比例最大,為65.58%。

2.2 水源涵養(yǎng)與氣候、人類活動(dòng)之間的關(guān)系

中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)受到氣候和人類活動(dòng)的影響。特別是降水的影響,當(dāng)降水量超過下墊面的截留、填洼、下滲等時(shí),就會(huì)產(chǎn)生地表徑流。不論是蓄滿產(chǎn)流或是超滲產(chǎn)流,地表徑流量都是隨降雨量的增大而增大,降水是決定地表徑流量的最重要因子,進(jìn)而影響水源涵養(yǎng)功能[25]。本文首先對(duì)水源涵養(yǎng)與所有可能的影響因子做相關(guān)性分析,發(fā)現(xiàn)與降水、溫度、蒸散、坡度相關(guān)性較大,還與GDP密度、農(nóng)村人口密度、COD密度和長(zhǎng)江生態(tài)工程相關(guān)性顯著(表3—表5)。在自然因素方面,水源涵養(yǎng)與降水、溫度、蒸散、坡度呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)(R= 0.812,P< 0.01；R= 0.465,P< 0.01；R= 0.675,P< 0.01；R= 0.415,P< 0.01)。在人類因素方面,水源涵養(yǎng)與COD密度和長(zhǎng)江生態(tài)工程呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)(R= 0.110,P< 0.01；R= 0.190,P< 0.01)。然而,與GDP密度和農(nóng)村人口密度呈現(xiàn)明顯的負(fù)相關(guān)(R= -0.068,P< 0.01；R= -0.052,P< 0.01)。水源涵養(yǎng)與降水、溫度、蒸散、坡度具有較高的相關(guān)性,表明水源涵養(yǎng)主要受地形和氣候的影響。這與尹云鶴等人的研究結(jié)果較為一致,認(rèn)為降水量以及大氣水分需求能力的變化是影響生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)量增減的主要因素[26]。能力高的水源涵養(yǎng)主要集中在降水豐富、蒸散強(qiáng)度高、溫度高、坡度大。此外,生態(tài)工程也顯著的影響著水源涵養(yǎng),生態(tài)工程實(shí)施區(qū)內(nèi)外的相關(guān)性存在顯著的差異。近些年來,國(guó)家重視生態(tài)環(huán)境保護(hù),在全國(guó)范圍內(nèi)實(shí)施了一系列的生態(tài)工程,特別是在長(zhǎng)江流域?qū)嵤┲矘湓炝止こ?。在工程?shí)施區(qū)域,植樹造林與天然林保護(hù),對(duì)水源涵養(yǎng)產(chǎn)生了積極正面作用,同時(shí)采伐森林等人類活動(dòng)負(fù)面干擾較低,所以該區(qū)域水源涵養(yǎng)能力較高。

圖2 中國(guó)水源涵養(yǎng)空間分布Fig.2 Spatial distribution of water conservation

圖3 中國(guó)水源涵養(yǎng)重要性2010年Fig.3 Spatial pattern of water conservation importance in China in 2010

地形Topography氣候Climate海拔Altitude坡度Slope降水Precipitation蒸散Evapotranspiration溫度Temperature相關(guān)性Pearson-0．0670．415??0．812??0．675??0．465??顯著性Significance0．0610．0000．0000．0000．000樣本數(shù)Samples28922892289228922892

3 結(jié)論

本文基于年降雨量、蒸散量和不同生態(tài)系統(tǒng)類型徑流系數(shù),通過水量平衡方程,計(jì)算全國(guó)生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)功能,并評(píng)估其與氣候,人類活動(dòng)的相關(guān)關(guān)系,在此基礎(chǔ)上探討了氣候和人類活動(dòng)對(duì)水源涵養(yǎng)的影響。得出以下主要結(jié)論：

表4 水源涵養(yǎng)與經(jīng)濟(jì)人口因素相關(guān)性

表5 水源涵養(yǎng)與水質(zhì)和生態(tài)工程因素相關(guān)性

(1)中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)量總體上呈現(xiàn)東南高西北低、由東到西逐漸遞減特征。2010年全國(guó)生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)總量為12224.33億m3。森林生態(tài)系統(tǒng)的水源涵養(yǎng)作用十分顯著,約占全國(guó)水源涵養(yǎng)總量的60.80%。其中,常綠針葉林生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)總量最多,常綠闊葉林水源涵養(yǎng)能力最高。就我國(guó)水源涵養(yǎng)重要性而言,極重要區(qū)域主要分布在相對(duì)海拔高的原始森林地帶。

(2)中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)功能與氣候和人類活動(dòng)的關(guān)系非常密切,自然因子包括降水、溫度、蒸散、坡度與水源涵養(yǎng)呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)。而人類因子除了COD密度和長(zhǎng)江生態(tài)工程與水源涵養(yǎng)呈顯著的正相關(guān)外,GDP密度和農(nóng)村人口密度與其呈明顯的負(fù)相關(guān)。氣候與地形因子是直接影響生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)量分布的主要因素,人類因子則通過改變地表生態(tài)系統(tǒng)格局和干擾生態(tài)系統(tǒng)過程,間接影響生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)功能。

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Spatial patterns of ecosystem water conservation in China and its impact factors analysis

GONG Shihan1, 2, XIAO Yang1, 2, ZHENG Hua1, XIAO Yi1, OUYANG Zhiyun1,*

1StateKeyLaboratoryofUrbanandRegionalEcology,ResearchCenterforEco-EnvironmentalSciences,ChineseAcademyofSciences,Beijing100085,China2GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100039,China

Water conservation is an important component of ecosystem services, and is involved in natural processes such as regional climate circulation, the hydrologic cycle, vegetation growth and survival, soil conditions, and other natural processes. It is also an important indicator of regional ecosystem status. Water resources in China are scarce, and precipitation is uneven through time and space. Many researchers have attributed water resource loss in China to long-term human interference and widespread changes in land use and cover. Other studies have found that climate conditions, such as drought, severe storms, and temperatureuctuations are the primary cause of water resource changes. Whatever be the cause, recent studies have shown that human activities can improve the level of water conservation in selected study regions across China. It is necessary to investigate current water level conservation and its response to climatic variation and human activities, which will allow for a better understanding of their accumulated consequences.This study analyzed literature and applied Geographic Information System techniques to analyze the hydrological characteristics of different ecosystems, and to develop a method to assess the water conservation service of different ecosystems at a regional scale while considering how those water conservation services formed. We quantied the water conservation services of different ecosystems in China comparing those services across different types of ecosystems, basins and elevations separately. We then analyzed the respective effect of climate and human activities on spatial patterns in water conservation services. We found that: (1) In China, water conservation followed a decreasing trend from the southeast to the northwest of inland areas. The total amount of water conserved in China in 2010 was 12224.33×108m3. The vast areas south of the Yangtze River, which experience high levels of precipitation, were the primary water conservation area. This included the middle and lower reaches of the Yangtze River; the hilly areas near the southern Yangtze River; the Sichuan basins; and the Yunnan, Guangxi, Guangdong, and Taiwan areas. Conversely, we found relatively weak water conservation services in ecosystems in areas of northeastern China, northeastern Inner Mongolia, northern China, Shaanxi-Gansu-Ningxia province and northwestern Xinjiang province.(2) Ecosystem types performed different water conservation services. Forests were the main carriers of water conservation, as they produced the highest amounts of water conservation. They produced 7432.32×108m3, which accounts for 60.80% of the total. The contribution of different forest types to water conservation in decreasing order was as follows: evergreen broadleaf forestevergreen needleleaf forestmixed needleleaf and broadleaf forestdeciduous broadleaf forestdeciduous needleleaf forestsparse forest. Evergreen coniferous forests could produce the most amount of water conservation, however its capacity was not the highest.(3) The spatial characteristics of water conservation services are formed by interactions among several inuencing factors. There were partial correlations between water conservation and precipitation, temperature, evapotranspiration, slope, Chemical Oxygen Demand (COD) density and ecological restoration project in the Yangtze River basin were positive and statistically signicant. By contrast, water conservation was negatively correlated with the Gross Domestic Product (GDP) of the region and the rural population density. As the social economy developed rapidly, the influence of human activities on water conservation gradually increased. However, climate and topography were still the dominant factors that influenced the spatial characteristics of water conservation. These results provide specific information that may serve to strengthen the necessary public awareness about protecting and restoring water conservation services.

water conservation; spatial patterns; climatic interaction; human activities

10.5846/stxb201512012406

全國(guó)生態(tài)環(huán)境長(zhǎng)期跟蹤遙感調(diào)查(KFJ-EW-ZY-004)

2015- 12- 01; 網(wǎng)絡(luò)出版日期:2016- 08- 30

龔詩(shī)涵,肖洋,鄭華,肖燚,歐陽志云.中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)空間特征及其影響因素.生態(tài)學(xué)報(bào),2017,37(7):2455- 2462.

Gong S H, Xiao Y, Zheng H, Xiao Y, Ouyang Z Y.Spatial patterns of ecosystem water conservation in China and its impact factors analysis.Acta Ecologica Sinica,2017,37(7):2455- 2462.

*通訊作者Corresponding author.E-mail: zyouyang@rcees.ac.cn