張宏鋒，袁素芬

1 廣東省環(huán)境科學(xué)研究院，廣州 510045 2 廣東環(huán)境保護(hù)工程職業(yè)學(xué)院，佛山 528216

東江流域森林水源涵養(yǎng)功能空間格局評價(jià)

張宏鋒1,*，袁素芬2

1 廣東省環(huán)境科學(xué)研究院，廣州 510045 2 廣東環(huán)境保護(hù)工程職業(yè)學(xué)院，佛山 528216

東江流域森林水源涵養(yǎng)功能對于保障流域可持續(xù)發(fā)展具有重要作用。應(yīng)用InVEST模型，結(jié)合東江流域土地覆蓋分類數(shù)據(jù)、氣候數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)評估了東江流域森林水源涵養(yǎng)功能的空間分布。結(jié)果表明：東江流域森林生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)總量為47.29×108m3，水源涵養(yǎng)功能最高為572.6 mm，平均水源涵養(yǎng)功能為204.15 mm。東江流域森林水源涵養(yǎng)功能在空間上呈現(xiàn)出不同的分布特征，流域內(nèi)森林水源涵養(yǎng)功能隨海拔升高呈現(xiàn)先上升后降低的趨勢，在海拔900—1200 m范圍，水源涵養(yǎng)功能平均值達(dá)到最大值270 mm；流域內(nèi)森林水源涵養(yǎng)功能隨坡度升高呈增加趨勢，在坡度大于50°的區(qū)域，森林水源涵養(yǎng)功能平均值增加到327.2 mm，高于流域平均水平60%。流域水源涵養(yǎng)功能呈現(xiàn)中游>下游>上游的空間格局，流域上、中、下游地區(qū)的水源涵養(yǎng)總量占流域的比例分別為11%、72%、17%。

森林生態(tài)系統(tǒng)；水源涵養(yǎng)功能；空間格局；東江流域

森林的水源涵養(yǎng)功能是指森林生態(tài)系統(tǒng)通過林冠層、枯落物層和土壤層對降水再分配,從而有效涵蓄水分、調(diào)節(jié)徑流的功能[1- 2]。隨著全球水資源需求量的不斷增加以及水環(huán)境的急劇惡化，水資源緊缺已成為世人所共同關(guān)注的全球性問題[3]，由于森林生態(tài)系統(tǒng)與水資源的關(guān)系密切[4]，森林的水源涵養(yǎng)功能引起了人們的高度重視[5- 6]，森林水源涵養(yǎng)功能評估成為當(dāng)前生態(tài)服務(wù)功能研究的熱點(diǎn)問題[7- 9]。森林水源涵養(yǎng)能力受生態(tài)系統(tǒng)類型、氣候因子、土壤理化性質(zhì)、地形地貌等因素的影響，在空間上存在較大的異質(zhì)性。眾多學(xué)者對森林等生態(tài)系統(tǒng)的水源涵養(yǎng)功能進(jìn)行了深入研究，但這些研究對不同森林生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行高度的概化，缺少對森林生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)功能空間格局的研究[10- 12]。如何準(zhǔn)確地評價(jià)森林水源涵養(yǎng)功能在空間上的分布一直是水源涵養(yǎng)功能研究中的熱點(diǎn)[13- 14]。

近年來，許多學(xué)者開始通過建立模型來研究生態(tài)系統(tǒng)功能及其變化過程，如GUMBO、InVEST模型等[15- 16]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與權(quán)衡綜合評價(jià)模型(InVEST)由美國斯坦福大學(xué)、世界自然基金會和大自然保護(hù)協(xié)會聯(lián)合開發(fā)，是量化和價(jià)值化生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的綜合模型，該模型目前在美國夏威夷群島、印度尼西亞蘇門答臘、坦桑尼亞東部弧形山脈區(qū)、中國等區(qū)域進(jìn)行了應(yīng)用，并取得了良好的模擬效果[17- 20]。

東江是珠江流域三大水系之一，是香港特別行政區(qū)及廣東省河源、惠州、東莞、廣州、深圳等城市4000多萬居民的主要飲水資源，關(guān)系著東江流域和珠江三角洲區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和香港特別行政區(qū)的繁榮穩(wěn)定。近年來，隨著流域人口的急劇增加和經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，流域生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重?cái)_動(dòng)，對森林水源涵養(yǎng)功能造成較大影響。本文基于InVEST模型，分析了東江流域森林水源涵養(yǎng)功能的空間格局，旨在為東江流域生態(tài)保護(hù)與建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究地區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

圖1 東江流域范圍Fig.1 The location of the Dongjiang River Watershed

東江是珠江的主要河流之一，地理范圍為113.32°—115.53°E，22.32°—25.11°N，流域面積約32749 km2，東西長218.2 km，南北寬306.1 km。東江發(fā)源于江西省尋烏縣梗髻缽山，源頭至龍川縣合河壩為東江上游，稱尋烏江；從合河壩至博羅縣觀音閣，是東江中游；觀音閣以下為東江下游。東江干流流經(jīng)廣東龍川、東源、紫金、惠陽、博羅等縣市，在東莞石龍鎮(zhèn)流入珠江三角洲。東江干流由東北向西南流，河道長度至石龍為520 km，至獅子洋為562 km，河道平均坡降0.39%。流域內(nèi)多年平均年降水量為1750 mm，多年平均水面年蒸發(fā)量為1200 mm，年平均氣溫為20—22℃。流域范圍內(nèi)地勢東北部高，西南部低。高程50—500 m的丘陵及低山區(qū)約占流域總面積的78.1%，高程50 m以下的平原地區(qū)約占14.4%，高程500 m以上的山區(qū)約占7.5%[21](圖1)。

1.2 數(shù)據(jù)來源

本研究所需要的主要數(shù)據(jù)包括土地覆被數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)、地形數(shù)據(jù)、氣候數(shù)據(jù)、植被參數(shù)等。土地覆蓋及植被覆蓋數(shù)據(jù)來源于《全國生態(tài)環(huán)境十年變化(2000—2010年)遙感調(diào)查與評估項(xiàng)目》LandsatTM(2010年)數(shù)據(jù)，土地覆蓋分類根據(jù)《全國生態(tài)環(huán)境十年變化(2000—2010年)遙感調(diào)查與評估項(xiàng)目技術(shù)指南》中遙感土地覆蓋分類體系進(jìn)行分類；數(shù)字高程模型(DEM，30 m分辨率)數(shù)據(jù)來源于中國科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心國際科學(xué)數(shù)據(jù)鏡像網(wǎng)站(http://www.gscloud.cn)；氣候數(shù)據(jù)來源于中國氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)(http://cdc.cma.gov.cn)月值數(shù)據(jù)(1951—2010)；土壤類型圖、土壤有機(jī)質(zhì)分布圖根據(jù)《廣東土壤》、《江西土壤》中的廣東省土壤圖(1∶280萬)、江西省土壤圖(1∶200萬)、廣東省土壤有機(jī)質(zhì)含量圖(1∶280萬)、江西省土壤有機(jī)質(zhì)圖(1∶200萬)進(jìn)行數(shù)字化獲得[22- 23]；森林生物量數(shù)據(jù)來源于《全國生態(tài)環(huán)境十年變化(2000—2010年)遙感調(diào)查與評估項(xiàng)目》生物量(2010年)數(shù)據(jù)；森林葉面積指數(shù)來自于2010年MODIS葉面積指數(shù)產(chǎn)品(MYD15A2)。

2 InVEST模型

2.1 模型算法

InVEST水源涵養(yǎng)模型考慮不同土地利用類型下土壤滲透性的差異，結(jié)合地形、地表粗糙程度對地表徑流的影響，以柵格為單元定量評價(jià)不同地塊水源涵養(yǎng)能力。模型包括產(chǎn)水模塊和水源涵養(yǎng)模塊兩個(gè)子模塊。InVEST模型的產(chǎn)水模塊是一種基于水量平衡的估算方法，某柵格單元的降雨量減去實(shí)際蒸散發(fā)后的水量即為水源供給量，包括地表產(chǎn)流、土壤含水量、枯落物持水量和冠層截留量[16],根據(jù)Zhang等[24]基于Budyko水熱耦合平衡假設(shè)提出的算法計(jì)算實(shí)際蒸散。在用產(chǎn)水模型計(jì)算出年產(chǎn)水量后，根據(jù)DEM計(jì)算徑流路徑和地形指數(shù)，利用土壤滲透性、地表徑流流速系數(shù)計(jì)算徑流在柵格上停留時(shí)間，最后計(jì)算出水源涵養(yǎng)量。此水源涵養(yǎng)量是降雨除去蒸發(fā)和地表徑流后，滲入地下的水量[25]。

(1)水源涵養(yǎng)模塊

WR=(1-Nor_TI)×(Min(1，Ksat/300)×Min(1，TravTime/25)×Yxj

(2)產(chǎn)水模塊

式中，WR為多年平均水源涵養(yǎng)量(mm)；TI為地形指數(shù),無量鋼；Ksat為土壤飽和導(dǎo)水率(cm/d)；TravTime為徑流運(yùn)動(dòng)時(shí)間(min)；Drainge area為流域匯水量，無量綱；Soil depth為土壤深度(mm)；Percent slope為百分比坡度(%)；Vel_coef為流速系數(shù)，無量綱；Yxj為柵格單元x中土地覆被類型j的年產(chǎn)水量；AETxj為柵格單元x中土地覆被類型j的實(shí)際蒸散(mm)；Px為柵格單元x的降水量(mm)；ωx為自然氣候-土壤性質(zhì)的非物理參數(shù),無量綱；Rxj為Bydyko干燥指數(shù)，無量綱；Z為Zhang系數(shù)；AWCx為柵格單元x的土壤有效含水量(mm)，由土壤深度和理化性質(zhì)決定；Kxj為柵格單元x中土地覆被類型j的植被蒸散系數(shù)，無量綱；ET0為參考作物蒸散(mm)。

2.2 模型輸入與參數(shù)確定

模型輸入變量包括：降水(Px)、土壤有效含水量(AWCx)、參考作物蒸散(ET0)、土壤深度、土壤飽和導(dǎo)水率(Ksat)、流速系數(shù)(Vel_coef)、流域匯流量、坡度、坡長；需要確定的參數(shù)包括：Zhang系數(shù)(Z)、植被蒸散系數(shù)(Kxj)等。降水?dāng)?shù)據(jù)根據(jù)東江流域19個(gè)氣象站點(diǎn)多年降水?dāng)?shù)據(jù)插值獲得；土壤有效含水量根據(jù)Zhou等[26]的計(jì)算結(jié)果；參考作物蒸散由FAO56修正的Penman-Monteith公式計(jì)算得到[16]；土壤深度數(shù)據(jù)根據(jù)《廣東土壤》、《江西土壤》土壤類型數(shù)據(jù)空間柵格化獲得[22-23]；土壤飽和導(dǎo)水率采用澳大利亞威爾士大學(xué)開發(fā)的NeuroTheta軟件計(jì)算；流域匯流面積、坡度、坡長通過DEM提?。涣魉傧禂?shù)以USDA-NRCS提供的國家工程手冊上的流速-坡度-景觀表格為基準(zhǔn)，乘以1000得到；植物蒸散系數(shù)(Kxj)受到地表覆被的影響，因此，本文根據(jù)葉面積指數(shù)(LAI)與植物蒸散系數(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系[16]，應(yīng)用葉面積指數(shù)估算不同植被覆蓋的植物蒸散系數(shù)(Kxj)。Zhang系數(shù)是表征降水特征的常數(shù)，模型默認(rèn)值為9.433[24]。

圖2 東江流域森林生態(tài)系統(tǒng)類型 Fig.2 The forest ecosystem types in the Dongjiang River WatershedEBF：常綠闊葉林evergreen broad-leaf forest; ECF:常綠針葉林evergreen coniferous forest;CBMF:針闊混交林coniferous and broadleaved mixed forest; EBSF:常綠闊葉灌木林Evergreen broad-leaved shrub forest

3 結(jié)果分析

3.1 森林生態(tài)系統(tǒng)特征分析

3.1.1 森林空間分布

東江流域森林面積為23192.4 km2，占流域總面積的70%。東江流域森林主要類型包括常綠闊葉林、常綠針葉林、針闊混交林、常綠闊葉灌木林等4種類型，其中常綠闊葉林、常綠針葉林比例較大，分別占森林總面積的51.6%、38.1%(圖2)。東江流域各區(qū)縣中，森林面積比例較高的有新豐縣、和平縣、紫金縣、定南縣、龍川縣等區(qū)縣，森林面積比例都在85%以上，主要分布在流域上游和中游；森林面積比例較低的區(qū)縣有龍崗區(qū)、東莞市、寶安區(qū)，都在30%以下，主要分布在流域下游(圖3)。

3.1.2 森林葉面積指數(shù)空間分布

葉面積指數(shù)(LAI)通常定義為單位地表面積上綠葉總面積的一半[27]。作為表征冠層結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵參數(shù)，它影響植被光合、呼吸、蒸騰、降水截留、能量交換等諸多生態(tài)過程[28- 29]。東江流域森林LAI平均值為2.36，較高的區(qū)縣有東源縣、源城區(qū)、紫金縣、惠東縣、龍門縣等區(qū)縣，LAI平均值都在2.5以上；LAI較低的區(qū)域主要分布在增城區(qū)、龍崗區(qū)、東莞市、寶安區(qū)等區(qū)縣，LAI平均值都在1.5以下。位于東江源區(qū)的安遠(yuǎn)縣、尋烏縣、定南縣三縣的LAI指數(shù)在2.0—2.18之間(圖3)。

圖3 東江流域各區(qū)縣森林生態(tài)系統(tǒng)特征變化Fig.3 The ecosystem characteristics of forest in different counties of the Dongjiang River Watershed

3.1.3 森林生物量空間分布

東江流域內(nèi)森林生物量總量為1.59×108t，平均單位面積生物量為68.99 t/hm2。從生物量空間分布來看，生物量較高的地區(qū)主要分布在惠城區(qū)、博羅縣等中游地區(qū)，單位面積生物量都在80 t/hm2以上；生物量較低的地區(qū)主要分布在源城區(qū)、寶安區(qū)，生物量都在50 t/hm2以下(圖3)。東江流域生物量相對較低，明顯低于我國亞熱帶的平均水平(闊葉林149.33 t/hm2，針闊混交林151.21 t/hm2，杉木林131.52 t/hm2，毛竹林87 t/hm2)[30]。東江流域森林生物量較低的主要原因是森林植被喬木層年齡較小，大部分森林處于幼林齡時(shí)期，林分結(jié)構(gòu)簡單，林地儲蓄生物量較小。

3.2 森林水源涵養(yǎng)功能分析

3.2.1 不同海拔水源涵養(yǎng)功能

東江流域海拔介于-52 m至1486 m之間。流域內(nèi)森林水源涵養(yǎng)功能隨海拔升高呈現(xiàn)先上升后降低的趨勢，在海拔300 m以下的區(qū)域，森林水源涵養(yǎng)功能為182.4 mm，在海拔900—1200 m范圍，水源涵養(yǎng)功能增加到270 mm，在海拔1200 m以上區(qū)域的水源涵養(yǎng)功能下降到241.1 mm(圖4)。

3.2.2 不同坡度水源涵養(yǎng)功能

東江流域內(nèi)坡度介于0°—55°之間。流域內(nèi)森林水源涵養(yǎng)功能隨坡度升高呈增加趨勢，在坡度小于5°的區(qū)域，森林水源涵養(yǎng)功能為145.75 mm，低于流域平均水平29%；在坡度大于50°的區(qū)域，森林水源涵養(yǎng)功能增加到327.2 mm，高于流域平均水平60%(圖5)。

圖4 東江流域不同海拔森林面積和水源涵養(yǎng)功能變化 Fig.4 The changes of forest area and water retention function in different elevation in the Dongjiang River Watershed

圖5 東江流域不同坡度森林面積和水源涵養(yǎng)功能變化 Fig.5 The changes of forest area and water retention function in different slope in the Dongjiang River

3.2.3 不同地區(qū)水源涵養(yǎng)功能

圖6 東江流域森林水源涵養(yǎng)功能空間分布圖 Fig.6 The distribution of forest water retention function in the Dongjiang River Watershed

東江流域森林水源涵養(yǎng)量為47.29×108m3，平均水源涵養(yǎng)功能為204.15 mm。從流域內(nèi)各區(qū)縣平均水源涵養(yǎng)功能來看，水源涵養(yǎng)功能較高的地區(qū)主要分布在流域中游的新豐、龍門、博羅、增城以及下游的惠東、羅湖等區(qū)縣，平均水源涵養(yǎng)功能都在220 mm以上。水源涵養(yǎng)功能較低的地區(qū)主要分布在下游的寶安、龍崗，其中寶安區(qū)水源涵養(yǎng)功能僅為128.6 mm。位于東江上游的安遠(yuǎn)、尋烏、定南三縣的水源涵養(yǎng)功能介于174—204 mm之間，其中定南縣水源涵養(yǎng)功能較低，平均水源涵養(yǎng)功能為174 mm。從水源涵養(yǎng)總量來看，流域水源涵養(yǎng)功能呈現(xiàn)中游>下游>上游的空間格局，流域上、中、下游地區(qū)的水源涵養(yǎng)總量占流域的比例分別為11%、72%、17%(圖6)。

4 結(jié)論與討論

本研究應(yīng)用InVEST模型對東江流域森林生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)功能進(jìn)行了評價(jià)。根據(jù)測算，東江流域水源涵養(yǎng)量為47.29×108m3，平均涵養(yǎng)功能為204.15 mm。東江流域水源涵養(yǎng)功能在空間上呈現(xiàn)出不同的分布特征，流域內(nèi)森林水源涵養(yǎng)功能隨海拔升高呈現(xiàn)先上升后降低的趨勢，在海拔900—1200 m達(dá)到最大值；水源涵養(yǎng)功能隨坡度升高呈增加趨勢。在區(qū)域分布上，流域水源涵養(yǎng)功能呈現(xiàn)中游>下游>上游的空間格局，流域中游水源涵養(yǎng)量占整個(gè)流域水源涵養(yǎng)量的72%。

東江流域受人類活動(dòng)擾動(dòng)強(qiáng)度大，導(dǎo)致森林水源涵養(yǎng)功能低下。自明清以來，東江流域森林受農(nóng)業(yè)發(fā)展、薪材采伐及采礦等活動(dòng)影響，森林面積不斷減少，再加上1958年、1968年、1978年三次大砍伐，東江流域已很少存在原生植被[31-33]。經(jīng)過“十年綠化廣東”行動(dòng)以及一系列造林措施，到2010年底，東江流域森林覆蓋率達(dá)70%。雖然東江流域森林覆蓋率得到較大提高，但原生的季風(fēng)常綠闊葉林大部分被次生林取代，森林生態(tài)系統(tǒng)功能低下，存在著針葉林多、闊葉林少，純林多、混交林少，中幼林多、成熟林少，單層林多、復(fù)層林少，疏殘林多、優(yōu)質(zhì)林少等“五多五少”問題[34-35]。根據(jù)《廣東省森林生態(tài)狀況監(jiān)測報(bào)告(2002年》，東江流域森林植物單位面積生物量在廣東省東江、西江、北江、韓江等四江流域內(nèi)最低[30]。東江流域森林結(jié)構(gòu)簡單，針葉林比例較高，導(dǎo)致森林水源涵養(yǎng)功能低下。根據(jù)閆俊華[36]研究，對鼎湖山處于同一演替系列的3種森林類型的凋落物層含水量進(jìn)行測定，結(jié)果表明，地帶性群落季風(fēng)常綠闊葉林凋落物層含水量最大，針闊葉混交林次之，處于演替初期的針葉林最小，分別為其自身重量的58.1%，42.1%和21.6%。不同的森林類型的土壤，其土壤的非毛細(xì)管度差異較大，其土壤的貯水能力大大不同。鼎湖山針闊葉混交林和針葉林的非毛細(xì)管度分別為54.2%和38.5%，針闊葉混交林土壤的貯水能力是針葉林的1.4倍[37]。

東江流域是珠江三大水系之一，國土面積不足全國0.4%，人口和GDP分別占全國4%和15%，人類社會經(jīng)濟(jì)活動(dòng)劇烈，流域內(nèi)自然生態(tài)系統(tǒng)對流域社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著重要的支撐作用，但不同區(qū)域的生態(tài)環(huán)境是非均質(zhì)的，區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)所處的地位與承擔(dān)的生態(tài)服務(wù)功能也不相同[38]。東江流域上下游之間生態(tài)服務(wù)功能重要性具有明顯的空間差異，上游地區(qū)是水源涵養(yǎng)的重要區(qū)域，對于保障流域經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展具有重要作用，對于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的保護(hù)限制了上游地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展；下游地區(qū)在免費(fèi)享受了上游地區(qū)提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的同時(shí)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展較少受到環(huán)境約束，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平高于流域上游地區(qū)，導(dǎo)致流域上下游之間生態(tài)保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展矛盾日益凸顯。流域生態(tài)補(bǔ)償是促進(jìn)全流域經(jīng)濟(jì)發(fā)展平衡和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵[39]。在流域生態(tài)補(bǔ)償中，科學(xué)界定生態(tài)補(bǔ)償對象空間，是建立高效合理的生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制的基礎(chǔ)，對提高生態(tài)補(bǔ)償?shù)纳鷳B(tài)效率和資金效率都具有非常重要的意義[40]。開展流域水源涵養(yǎng)功能格局評價(jià)，能夠科學(xué)確定生態(tài)補(bǔ)償客體的空間界限，明確不同地域單元的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性，并根據(jù)其重要性程度與等級，確定生態(tài)補(bǔ)償?shù)膬?yōu)先次序，提升生態(tài)補(bǔ)償效率，促進(jìn)流域協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。

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Evaluation of the spatial patterns of the water retention function of the forest ecosystem in the Dongjiang River Watershed

ZHANG Hongfeng1，*, YUAN Sufen2

1GuangdongAcademyofEnvironmentalSciences,Guangzhou510045,China2GuangdongPolytechnicofEnvironmentalProtectionEngineering,Foshan528216,China

The water retention function of the forest ecosystem refers to the redistribution of precipitation through the canopy, litter layer, and the layer of soil in the forest ecosystem, which can effectively affect water retention and runoff regulation. This function is influenced by various factors including the types of forest ecosystem, climatic conditions, soil physicochemical properties, and topography, and thus shows significant spatial heterogeneity. The Dongjiang River, one of the tributaries of the Pearl River, is the main drinking water resource serving more than 40 million residents from the Hong Kong Special Administrative Region and the cities of the Guangdong province including Heyuan, Huizhou, Dongguan, Guangzhou, and Shenzhen. In recent years, with rapid population growth and economic development, the eco-environment of the Dongjiang River Watershed has been severely disturbed, which consequently has severely affected the water retention function of the forest ecosystem. In the present study, the spatial distribution of the water retention function of the forest ecosystem in the Dongjiang River Watershed was evaluated based on data on the land cover, climate, and soil, using the InVEST (Integrated valuation of ecosystem services and tradeoffs tool) model. The results showed that the total water retention in the forest ecosystem of the Dongjiang River Watershed was 47.29 × 108m3, with a peak value in the water retention function of 572.6 mm and a mean value of 204.15 mm. The water retention function of the forest ecosystem showed differences in spatial pattern with changes in elevation and slope. The water retention function increased initially, and then decreased with increasing elevation, with a peak mean value of 270 mm at an elevation of 900—1200 m. The water retention function of the forest ecosystem also increased with increasing slope, and reached 327.2 mm at a slope of 50, which was more than 60% of the average water retention function. At the watershed scale, the water retention function of the forest ecosystem in the middle reaches comprised the most important group, representing of 72% of total retention volume, followed by the lower reaches (17%) and upper reaches (11%). In the present study, analysis of the water retention function of the forest ecosystem in the Dongjiang River Watershed determined the boundary objects of ecological compensation, and defined the importance of ecosystem services in different geographical units. In addition, the priorities of ecological compensation were determined according to the level of importance of the ecosystem services in different geographical units, thereby improving the efficiency of ecological compensation and promoting the sustainable development of the watershed.

forest ecosystem; water retention function; spatial pattern; the Dongjiang River Watershed

國家水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)(2013ZX07603-003-003)

2015- 04- 28;

日期:2016- 04- 12

10.5846/stxb201504280881

*通訊作者Corresponding author.E-mail:zhanghf77925@sohu.com

張宏鋒，袁素芬.東江流域森林水源涵養(yǎng)功能空間格局評價(jià).生態(tài)學(xué)報(bào),2016,36(24):8120- 8127.

Zhang H F, Yuan S F.Evaluation of the spatial patterns of the water retention function of the forest ecosystem in the Dongjiang River Watershed.Acta Ecologica Sinica,2016,36(24):8120- 8127.