陳德權, 蘭澤英, 陳曉輝, 李瑋麒， 周 園， 唐 玲，汪潤芝

(1.廣東省海洋發(fā)展規(guī)劃研究中心, 廣東 廣州 510220; 2.廣東工業(yè)大學 管理學院, 廣東 廣州 510520)

全球氣候變暖、城市化發(fā)展與人口增長引發(fā)水資源需求與日俱增、水環(huán)境急劇惡化，水資源短缺已成為全球共同關注的問題[1]。水源涵養(yǎng)功能作為生態(tài)系統(tǒng)水文服務功能的關鍵，國土空間規(guī)劃中資源環(huán)境承載力評價的重要一環(huán)，科學評價其變化發(fā)展情況，對維持人類社會可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)安全至關重要。水源涵養(yǎng)功能指對水資源涵養(yǎng)的能力，主要表現(xiàn)在降水攔蓄、徑流調節(jié)、影響降水量與凈化水質等方面[2]。目前，國內(nèi)外學者們對水源涵養(yǎng)功能的評價研究主要是基于定量模型的空間可視化分析，主要包括水量平衡法[3-4]、降水貯存法[5]、土壤蓄水能力法[6]、綜合蓄水能力法[7-8]與多因子分析法等[9-10]方法。其中，以水量平衡法為基礎的InVEST(integrated valuation of ecosystem services and tradeoffs)模型，因對特征數(shù)據(jù)要求較低同時延展性較好在水源涵養(yǎng)功能實證研究方面得到廣泛應用，現(xiàn)階段已取得豐碩的研究成果[11-17]。但依舊存在以下兩點問題： ①研究區(qū)過于局限，主要集中在干旱區(qū)、水資源豐富區(qū)或特定流域等區(qū)域，而較少涉足高度城市化發(fā)展的區(qū)域； ②模型定量評估結果缺乏現(xiàn)實背景的適用性驗證，同時基于評估結果的研究分析不夠深入。現(xiàn)有的大部分研究成果是基于InVEST模型的評估結果直接展開研究，并且集中關注特定用地類型的水源涵養(yǎng)功能變化，而對水源涵養(yǎng)功能的相關政策背景以及區(qū)域城市化發(fā)展水平等方面關注不足。在國土空間規(guī)劃、海綿城市建設等政策背景下，對高度城市化發(fā)展區(qū)域展開水源涵養(yǎng)功能評價與分析產(chǎn)生了新的研究意義。因此，本文以高度城市化發(fā)展的海綿城市試點建設城市——廣東省廣州市為研究區(qū)，基于InVEST模型定量評估區(qū)域水源涵養(yǎng)功能，并從模型評估精度和重要性分級合理性兩方面驗證基于InVEST模型評估結果的現(xiàn)實適用性與科學性，探討InVEST模型在市縣級國土空間規(guī)劃中水源涵養(yǎng)功能評價的合理性。在此基礎上，對廣州市2013—2017年整體水源涵養(yǎng)功能時空變化特征、不同空間單元的功能變化以及重要性等級劃分等方面進行深入分析，以期為區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護與恢復政策的制定提供一定的指導依據(jù)，同時為其他相關研究提供一定的思路。

1 研究區(qū)概況

廣州市坐落于廣東省中南部(112°57′—114°03′E，22°26′—23°56′N)，地處珠江三角洲北沿，鄰近南海，廣東省省會，被稱為中國的“南大門”，土地總面積為7 434 km2。地貌類型復雜多樣，背山面水，北部多為山林，中部多丘陵地形，南部主要沿海沖積平原構成，河網(wǎng)密集。氣候類型為亞熱帶海洋性季風氣候，全年平均氣溫在 20～22 ℃之間，多臺風，降雨量充沛年降雨量約為1 720 mm。改革開放以來，廣州市憑借優(yōu)越的地理區(qū)位與歷史發(fā)展條件，經(jīng)濟持續(xù)快速增長，經(jīng)濟實力顯著增強。但與此同時，城市不斷向外擴張與人口持續(xù)涌入使得城市生態(tài)環(huán)境也承受著不斷增大的壓力，面臨著包括生境破化、水資源生態(tài)環(huán)境和生物多樣性受到威脅、城市內(nèi)澇和大氣污染等一系列問題。

2 研究方法與研究數(shù)據(jù)

2.1 研究方法

2.1.1 基于InVEST的水源涵養(yǎng)評估模型 InVEST模型是由斯坦福大學與多機構協(xié)同設計開發(fā)的一款對生態(tài)系統(tǒng)服務進行定量評估的模型。模型能夠簡便、高效的量化評估研究區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)服務功能，并且可以在各式情境下就生態(tài)系統(tǒng)服務價值和變化進行定量研究[18]。而基于InVEST的水源涵養(yǎng)評估模型[15]則是在InVEST模型上進行了拓展，具體分為兩大步驟： ①基于InVEST產(chǎn)水量模塊的研究區(qū)產(chǎn)水量計算?；贗nVEST模型的產(chǎn)水量計算是一種典型水量平衡估算方法，其綜合降水量、土層深度與植物根系深度，地表蒸發(fā)作用和植物蒸騰作用等因素。 ②基于產(chǎn)水量計算結果和修正模型的水源涵養(yǎng)量計算。在研究區(qū)產(chǎn)水量計算結果的基礎上，采用由土壤飽和導水率、地形指數(shù)和流速系數(shù)構成的修正模型對產(chǎn)水量結果修正得出水源涵養(yǎng)量，其中河流水庫等水域則不做修正處理。整個水源涵養(yǎng)評估過程中的相關計算公式與方法為：

(1) 產(chǎn)水量計算

(1)

式中：Yxj為j地類柵格單元x的產(chǎn)水量總和;Px為柵格單元x的年平均降水量; AETxj為j地類柵格x的年平均蒸散發(fā)量,由公式(2)計算。

(2)

式中：Rxj是j地類柵格x的Bydyko干燥指數(shù),由公式(3)計算;wx為植被可利用水系數(shù),由公式(4)計算。

(3)

(4)

式中：k為植被系數(shù)； LAI為植被葉面積指數(shù)；Z為季節(jié)性降雨指數(shù)； AWCx為土壤有效含水量，由公式(5)計算；ET0為潛在蒸散發(fā)量(mm/d)，由公式(6)計算。

AWCx=min(Sdmax,Rd)×PAWC

(5)

ET0=0.000 939×Ra×(Ta+17.8)×(Tmax-Tmin)0.5

(6)

式中：PAWC為植物可利用水量;Sdmax為土壤最大深度;Rd為根系分布深度；Ra太陽大氣頂層輻射〔MJ/m2·d)〕;Ta為日最高溫均值和日最低溫均值的平均值(℃);Tmax是日最高溫均值;Tmin是日最低溫均值的差(℃)。

(2) 水源涵養(yǎng)量計算

(7)

式中：R指單位柵格的水源涵養(yǎng)量(mm);K為土壤飽和導水率(cm/d),由Spaw軟件結合土地利用類型得出;V指流速系數(shù); TI指地形指數(shù);Y為產(chǎn)水量。

2.1.2 “指南”模型 “指南”模型是指《資源環(huán)境承載能力和國土空間開發(fā)適宜性評價技術“指南”》(下稱“指南”)[19]即“指南”中水源涵養(yǎng)重要性評價的建議方法。該“指南”指出以水源涵養(yǎng)量作為區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)功能重要性的評估指標，可以利用其推薦的評估模型來計算，表達式為：

WRi=Pi-ETi-Ri

(8)

R=P·α

(9)

式中：WR，ETi，Ri分別為柵格i的水源涵養(yǎng)量、蒸散量和地表徑流量；P，α分別為多年平均降水量和地表徑流因子； 地表徑流因子參照“指南”中的類型表和文獻[20]。

2.2 研究數(shù)據(jù)

本文所需的基礎數(shù)據(jù)包括土地利用/覆被、氣象、DEM，NDVI、土壤以及水資源公報等相關數(shù)據(jù)。其中，土地利用/覆被數(shù)據(jù)來源于美國地質勘查局(https:∥glovis.usgs.gov/)2013—2017年5期Landsat 8遙感影像數(shù)據(jù)；氣象數(shù)據(jù)來源于國家氣象信息中心(http:∥data.cma.cn/)的中國地面氣候資料日值數(shù)據(jù)集(v3.0)；DEM數(shù)據(jù)來源于地理空間數(shù)據(jù)云，分辨率為30 m；NDVI數(shù)據(jù)與土壤相關數(shù)據(jù)來源于中國科學院資源環(huán)境數(shù)據(jù)云平臺(http:∥www.resdc.cn/)，《廣東土種志數(shù)據(jù)集》，世界土壤數(shù)據(jù)庫(HWSD， harmonized world soil database)；水資源公報數(shù)據(jù)來源于廣州市水文局官網(wǎng)。通過上述基礎數(shù)據(jù)的計算與處理獲得模型輸入所需的各種參數(shù)(表1)。

表1 InVEST模型所需參數(shù)說明

3 結果與分析

3.1 模型精度驗證對比及分析

本文將基于InVEST的水源涵養(yǎng)評估模型與“指南”模型在產(chǎn)水量模擬精度和水源涵養(yǎng)重要性評價兩方面進行對比分析以分析兩個模型的精度與科學性。其中，按照“指南”模型計算公式，以2013—2017年多年平均降雨量和蒸散量為參數(shù)，以2015年土地利用/覆被類型為地表徑流覆被類型，計算研究區(qū)水源涵養(yǎng)量。而在水源涵養(yǎng)功能重要性劃分上，參考“指南”中的劃分標準，將累計水源涵養(yǎng)量的前50%的區(qū)域確定為水源涵養(yǎng)極重要區(qū)域，重要性最高的兩級作為水源涵養(yǎng)極重要區(qū)域，而剩余的區(qū)域按照分位數(shù)分為3類區(qū)域。從產(chǎn)水量模擬結果來看(表2)，基于InVEST的水源涵養(yǎng)評估模型模擬的產(chǎn)水量與公報統(tǒng)計的水資源總量多年平均值的吻合度為88.42%，與實際情況大體相符，而“指南”模型的吻合度僅為68.63%，說明InVEST模型產(chǎn)水量模塊在產(chǎn)水量模擬上表現(xiàn)出較高的準確性，具有明顯優(yōu)勢。

表2 不同模型計算的產(chǎn)水量對比

從水源涵養(yǎng)功能重要性評價結果來看(圖1)，“指南”模型雖計算簡便但識別結果不精確，未能較好地識別水源涵養(yǎng)功能強的濕地水域和優(yōu)質林地，根據(jù)水源涵養(yǎng)量前50%的區(qū)域來確定水源涵養(yǎng)極重要區(qū)域明顯過于受氣候因素影響。而從本文所采用的基于InVEST模型的評價方法的計算結果來看，水源涵養(yǎng)功能較強的河流水域和優(yōu)質林地以及較低的城市建成區(qū)都能較好地識別出來，雖存在土壤數(shù)據(jù)精度的干擾，但總體評價結果比“指南”模型更為精細。

注：“指南”模型為文獻《資源環(huán)境承載能力和國土空間開發(fā)適宜性評價技術“指南”》中介紹的模型。

結合產(chǎn)水量模擬結果和水源涵養(yǎng)功能重要性評價結果可以看出，基于InVEST的水源涵養(yǎng)評估模型相較于“指南”模型更優(yōu)，取得了更精細更準確的結果。目前市縣級國土空間規(guī)劃編制中雙評價的精度要求是20 m的分辨率，前者的評價結果明顯更精確更符合要求。對比總結基于InVEST模型的評估模型在水源涵養(yǎng)功能重要性評價方面的優(yōu)勢及兩種模型之間產(chǎn)生的誤差，可以歸納為： ①InVEST模型考慮因素更為全面，充分考慮了土壤、植物及地形因素，包括土層深度與植物根系深度，地表蒸發(fā)作用和植物蒸騰作用等因素，能盡可能模擬地表計算產(chǎn)水量?！爸改稀蹦Ｐ蛢H以地表覆蓋類型推算的經(jīng)驗系數(shù)計算產(chǎn)水量，雖然計算比較簡便，但計算結果與實際情況存在較大出入。 ②基于InVEST的水源涵養(yǎng)評估模型在水源涵養(yǎng)功能評價上能夠弱化了氣象因素的影響?；贗nVEST的水源涵養(yǎng)評估模型同時考慮了土壤、地形地勢、植被等因素，利用土壤飽和導水率、地形指數(shù)和流速系數(shù)進行修正，能夠弱化氣象因素的影響。而“指南”模型考慮因素比較單一，受氣象因素影響較大。

3.2 整體水源涵養(yǎng)功能時空變化特征

3.2.1 產(chǎn)水量 從時間變化上看(圖2)，2013—2017年廣州市產(chǎn)水總量5 a間增長了8.07%，整體呈現(xiàn)先升后降，總體保持一定增長的態(tài)勢。從空間分布上看(圖3)，產(chǎn)水量空間異質性明顯。整體表現(xiàn)為中西部建成區(qū)最高，中、南部水系河網(wǎng)較高，而東北部山地丘陵地帶則較低，總體呈現(xiàn)自南向北遞減的趨勢。另外，廣州市中、西部建成區(qū)和水域較多的區(qū)域產(chǎn)水量要比植被覆蓋度高的增城、從化區(qū)高，表明這些區(qū)域水源供給能力要優(yōu)于北部山林地區(qū)。

圖2 廣州市2013-2017年各指標變化趨勢

圖3 廣州市2013-2017年產(chǎn)水量分布

3.2.2 水源涵養(yǎng)量 從時間變化上看(圖4)，廣州市水源涵養(yǎng)量5 a間增長了10.39%，表明整體水源涵養(yǎng)功能增強，整體變化趨勢與產(chǎn)水量相似，均呈現(xiàn)先升后降，總體保持一定增長的態(tài)勢。從空間分布上看，廣州市水源涵養(yǎng)量同樣空間異質性明顯，但與產(chǎn)水量空間分布情況正好相反。除南部河流水系眾多的水域外，水源涵養(yǎng)量較高的區(qū)域主要集中在東北部水源涵養(yǎng)功能較好的多林地區(qū)域，大致包括增城區(qū)、黃浦區(qū)北部、從化區(qū)、白云區(qū)東部以及花都區(qū)北部，而城市中心建成區(qū)則較低，這與區(qū)域地理環(huán)境特點密切相關。其中，水源涵養(yǎng)量較高的東北部以丘陵和山地地貌為主，植被茂盛，能夠借助其發(fā)達的根系充分吸收水分，提升水源涵養(yǎng)能力。水源涵養(yǎng)量較低的中心城區(qū)和耕地眾多的南部區(qū)域，主要是因為中心城市建成區(qū)基本為不透水面，流速系數(shù)大，水源涵養(yǎng)能力差，容易形成地表徑流，而耕地一年中相當長的時間內(nèi)地表處于裸露狀態(tài)，農(nóng)作物根系吸收水分的能力有限，加之南部河流水系眾多，農(nóng)用地不缺乏灌溉用水，降雨主要匯入河流徑流而走，導致水源涵養(yǎng)功能較弱。

圖4 廣州市2013-2017年水源涵養(yǎng)量分布

3.3 不同空間單元下水源涵養(yǎng)功能時空變化特征

3.3.1 不同行政區(qū)劃的水源涵養(yǎng)功能變化特征 從各行政區(qū)劃的產(chǎn)水量變化來看(圖5)，2013—2017年不同行政區(qū)劃多年平均產(chǎn)水量變化趨勢不同。其中，多年單位平均產(chǎn)水量位列前3的區(qū)域分別是越秀區(qū)、荔灣區(qū)和海珠區(qū)，最低則是從化區(qū)和增城區(qū)。而天河區(qū)、黃埔區(qū)、白云區(qū)、花都區(qū)5 a間產(chǎn)水量有不同程度的增長，其中，花都區(qū)漲幅最大，為26.25%，南沙區(qū)和番禺區(qū)則有所降低。

從各行政區(qū)劃的水源涵養(yǎng)量變化來看(圖6)，2013—2017年不同行政區(qū)劃單位平均水源涵養(yǎng)量變化趨勢不同。其中，多年單位平均水源涵養(yǎng)量位列前三的區(qū)域分別是從化區(qū)、增城區(qū)和南沙區(qū)，最低的是越秀區(qū)和荔灣區(qū)，而其他行政區(qū)中5 a間水源涵養(yǎng)量變化率最大的是花都區(qū)和白云區(qū)。另外，平均水源涵養(yǎng)量增加超過50 mm的區(qū)域包括增城區(qū)、從化區(qū)、白云區(qū)和花都區(qū)，其中花都區(qū)平均水源涵養(yǎng)量增加最多，為133.90 mm，其他區(qū)域單位水源涵養(yǎng)量皆有不同程度的增長。2013—2017年，平均水源涵養(yǎng)量在600 mm以上的只有從化區(qū)、南沙區(qū)、增城區(qū)和黃浦區(qū)，350 mm以下的有越秀區(qū)和荔灣區(qū)?？傮w來看，各行政區(qū)的水源涵養(yǎng)量同樣保持著先上升后回落的態(tài)勢。

圖6 廣州市2013-2017年各區(qū)水源涵養(yǎng)量

結合前文產(chǎn)水量的變化情況，2013—2017年不同行政區(qū)劃的單位產(chǎn)水量和單位水源涵養(yǎng)量均保持正值的平均增長率，且所有行政區(qū)劃的單位水源涵養(yǎng)量平均增長率均大于產(chǎn)水量平均增長率。即無論是廣州市整體還是內(nèi)部不同行政區(qū)劃，水源涵養(yǎng)服務功能均有所提升。其中，海珠區(qū)、番禺區(qū)和荔灣區(qū)水源涵養(yǎng)功能提升較大，白云區(qū)、越秀區(qū)和花都區(qū)則提升較小。

3.3.2 不同土地利用/覆被類型的水源涵養(yǎng)功能變化特征

(1) 土地利用/覆被類型變化分析。為了分析不同土地利用/覆被類型下水源涵養(yǎng)功能的變化情況，在遙感影像解譯及精度驗證的基礎上，從不同地類面積與比例以及相互間的轉移情況等方面，全面了解土地利用/覆被類型(下文簡稱“地類)變化情況。

從各地類面積比例來看(表3)，廣州市主要用地類型為林地、耕地與建設用地，3類用地面積總和占區(qū)域用地總面積的90%左右，其中，林地比例最多，約為總面積的40%，耕地與建設用地則比例相近。從各地類數(shù)量變化來看，2013—2017年廣州市不同地類變化趨勢各異。其中，耕地大量減少而建設用地不斷擴張，兩種用地類型變化最大，分別減少10.29%和增加10.92%；林地和未利用地也有一定程度的減少，而草地和水域則相應地增加。

表3 廣州市2013-2017年各土地利用/覆被類型面積與比例及其變化

從不同地類的相互轉化來看(表4)，在轉出上，減少的耕地面積主要轉化為建設用地和林地，轉移面積分別為301.46，248.02 km2。在轉入上，建設用地轉入面積增長最大，主要來自于耕地，面積高達301.46 km2，剩下的部分主要來自林地和水域，面積分別為59.32和39.00 km2。

表4 廣州市2013-2017年土地利用/覆被變化面積轉移矩陣 km2

總體來看，2013—2017年廣州市土地利用/覆被變化情況受人類活動影響大，但同城市發(fā)展情況相適應，并且一直保持著合理的土地利用結構，耕地和林地雖有不同程度的減少，但總量比例依舊保持高位，林地始終保持在40%以上，建設用地在25%左右，總體結構保持合理穩(wěn)定。

(2) 不同土地利用/覆被類型的水源涵養(yǎng)功能。從產(chǎn)水量來看(表5)，在總量上，不同地類多年平均產(chǎn)水量由高到低依次是建設用地、未利用地、草地、耕地、水域和林地，其值分別為1 770.75，1 575.47，1 458.28，1 409.53，1 247.66和1 028.09 mm。在變化率上，5 a間不同地類產(chǎn)水量均有不同程度的增長，其中，林地增長率最高，為13.71%，建設用地則最低，僅為2.17%。

表5 廣州市2013-2017年不同土地利用/覆被類型平均產(chǎn)水量 mm

從水源涵養(yǎng)量來看(表6)，在總量上，不同地類多年平均水源涵養(yǎng)量分異明顯，由高到低依次是水域、林地、草地、耕地、未利用地和建設用地(其水源涵養(yǎng)總量分別為1 247.66，933.52，654.39，375.75，249.67和223.06 mm)。

表6 廣州市2013-2017年不同土地利用/覆被類型平均水源涵養(yǎng)量 mm

不同地類水源涵養(yǎng)量變化趨勢與水源涵養(yǎng)總量保持一致，均呈現(xiàn)先升后降的趨勢。在變化率上，5 a間變化率最大的是建設用地，為21.30%，其次依次是林地、耕地、未利用地和草地(其變化率分別為13.39%，10.36%，9.58%和5.45%)。

綜合不同地類單位平均面積產(chǎn)水量和水源涵養(yǎng)量變化來看，在年平均增長率上，各地類單位面積產(chǎn)水量和水源涵養(yǎng)量均保持增長的態(tài)勢。對比增長率大小，不難發(fā)現(xiàn)，除水域外，林地和草地的單位平均水源涵養(yǎng)量增長率略小于單位平均產(chǎn)水量增長率，其中，草地變化較大；而耕地、未利用地和建設用地單位平均水源涵養(yǎng)量增長率則大于單位平均產(chǎn)水量增長率，其中，建設用地變化較大。由此表明，在研究時間段內(nèi)，草地的單位水源涵養(yǎng)功能有所減弱，林地基本保持不變，耕地和建設用地則相對有所提升。

結合不同地類變化分析，可以看出，水源涵養(yǎng)功能總體提升過程中地類結構保持穩(wěn)定。其中，建設用地不斷擴張的同時，水源涵養(yǎng)功能也同步提升，耕地在底線管控的同時，水源涵養(yǎng)功能也沒有減弱，表明廣州市在生態(tài)環(huán)境保護與發(fā)展戰(zhàn)略、海綿城市建設背景下城市的建設正處于良好的發(fā)展模式過程中。

3.4 水源涵養(yǎng)功能重要性評價

本文采用分位數(shù)分類法將廣州市水源涵養(yǎng)量絕對值從高到低依次劃分為極重要區(qū)、高度重要區(qū)、中度重要區(qū)、較重要區(qū)、一般重要區(qū)5個級別，并將重要性程度最高的兩個區(qū)域歸并為水源涵養(yǎng)極重要區(qū)。由從空間分布來看(圖7)，水源涵養(yǎng)極重要區(qū)域集中在廣州東北部的增城區(qū)、從化區(qū)、黃埔區(qū)北部、花都區(qū)、白云區(qū)東部多林地以及植被覆蓋度較高的區(qū)域；中度重要區(qū)域集中在北部和南部南沙區(qū)耕地面積較多而建設用地占地較少的區(qū)域；而較重要和一般重要區(qū)域主要集中在中部建設用地密集的中心城區(qū)。

圖7 廣州市2013-2017年水源涵養(yǎng)量重要性分級

從各重要性分區(qū)面積比例來看(表7)，各等級面積比例相近，依次是較重要區(qū)、中度重要區(qū)、高度重要區(qū)、一般重要區(qū)和極重要區(qū)，比例分別是21.33%，21.08%，19.61%，19.13%和18.86%。而由極重要區(qū)和高度重要區(qū)組成的水源涵養(yǎng)極重要區(qū)總面積比例為38.47%。從各分區(qū)內(nèi)土地利用/覆被類型來看，在極重要區(qū)中，水域比例最高，其次是林地；在高度重要區(qū)中，林地比例高達94.88%；在中度重要區(qū)和較重要區(qū)中，耕地比例均為最高，其次是林地；在一般重要區(qū)中，建設用地比例高達87.33%?？梢钥闯觯匾缘燃壿^高的區(qū)域中林地和水域比例均較高，等級較低分區(qū)中建設用地比例較高，而草地和未利用地由于本身面積較小而在各重要性分區(qū)中比例均較小。從可持續(xù)發(fā)展的角度來看，極重要區(qū)和高度重要區(qū)應當在環(huán)境保護和區(qū)域發(fā)展政策、規(guī)劃管理決策中作為具有優(yōu)先級保護的區(qū)域。

表7 多年平均水源涵養(yǎng)量重要性分區(qū)內(nèi)土地利用/覆被類型面積比例與總面積統(tǒng)計

4 結論與建議

4.1 結 論

(1) 在評估模型的精確度與適用性上，基于InVEST的水源涵養(yǎng)服務評估模型在產(chǎn)水量模擬精度上達到88.42%，遠高于“指南”模型，與實際情況大體相符。同時，在水源涵養(yǎng)功能重要性評價上也較為精確，能夠較好地識別水源涵養(yǎng)功能較強的河流水域和優(yōu)質林地以及較低的城市建成區(qū)，表明該模型在研究區(qū)具有較好的現(xiàn)實適用性，在此評估結果上展開的研究會更具科學性。

(2) 在整體水源涵養(yǎng)功能上，在產(chǎn)水總量方面，廣州市5 a間增長了8.07%，時間上呈現(xiàn)先升后降、總體保持一定增長的態(tài)勢，空間上受區(qū)域自然環(huán)境特點的影響，總體呈現(xiàn)自南向北遞減的趨勢。在水源涵養(yǎng)總量方面，5 a間增長了10.39%，時空變化特征與產(chǎn)水總量基本一致，水源涵養(yǎng)量高值區(qū)域多集中在水域與多林地區(qū)域，低值則集中在城市中心建成區(qū)。

(3) 在不同空間單元下水源涵養(yǎng)功能上，水源涵養(yǎng)功能表現(xiàn)各異。從各行政區(qū)劃上看，海珠區(qū)、番禺區(qū)和荔灣區(qū)水源涵養(yǎng)功能提升較大，而白云區(qū)、越秀區(qū)和花都區(qū)則提升較小。從不同土地利用/覆被類型上看，草地的單位水源涵養(yǎng)功能有所減弱，林地基本保持不變，而耕地和建設用地則有所提升。建設用地面積不斷擴張的同時，水源涵養(yǎng)功能同步提升，耕地在底線管控下水源涵養(yǎng)功能也有所增強。

(4) 在水源涵養(yǎng)功能重要性評價上，廣州市水源涵養(yǎng)重要性等級較高的區(qū)域中，林地和水域比例較大，而等級較低的區(qū)域中，建設用地比例較大。另外，草地和未利用地由于自身數(shù)量較少而在各重要性等級中比例均較小。

4.2 建 議

(1) 落實林地撫育措施，有計劃地增加林地面積，建設水源涵養(yǎng)林，保持并逐步提高植被覆蓋度，以提升區(qū)域水源涵養(yǎng)能力。同時加強對水源涵養(yǎng)極重要區(qū)的科學保護，尤其是增城區(qū)、從化區(qū)、從化與花都區(qū)交界處等區(qū)域。

(2) 鑒于廣州市中心城區(qū)建設用地平均水源涵養(yǎng)功能增強，但總體水源涵養(yǎng)能力低下，降雨時容易造成城市內(nèi)澇，應建設城市綠地綜合防護體系與生態(tài)廊道，同時加強住宅綠地、公共綠地等城市綠地系統(tǒng)的建設，系統(tǒng)提高城區(qū)的水源涵養(yǎng)功能，尤其是天河區(qū)、海珠區(qū)和白云區(qū)交界處、番禺區(qū)中心城區(qū)等區(qū)域，以加快海綿城市建設步伐。

(3) 鑒于廣州市產(chǎn)水量相當豐富，尤其是老城區(qū)，有關部門應加快老城區(qū)生態(tài)修復與提升的步伐。在明晰現(xiàn)有雨水容納能力的情況下，通過合理配置調蓄設施提高水資源利用率，結合城鎮(zhèn)棚戶區(qū)改造、城鄉(xiāng)危房改造和老舊小區(qū)有機更新等工作，提升區(qū)域整體水源涵養(yǎng)功能水平，進而發(fā)揮其優(yōu)勢以緩解區(qū)域資源環(huán)境承載壓力。

本文基于InVEST模型對廣州市2013—2017年水源涵養(yǎng)功能進行評價與分析，其結果具有一定科學性與合理性，但由于水源涵養(yǎng)評估過程所涉參數(shù)的復雜性與多樣性，雖取得較高的模擬精度，但限于土壤數(shù)據(jù)分辨率、遙感影像數(shù)據(jù)殘缺、水文站點檢測的徑流數(shù)據(jù)難以獲取等問題干擾，結果未能做到盡善盡美，其精度還有待進一步驗證與提升。未來在水文站點數(shù)據(jù)可獲取條件下，可考慮對模擬結果進行更為精細化的模型校驗并開展更大尺度的應用研究。此外，InVEST模型在市縣級國規(guī)劃的水源涵養(yǎng)功能評價中具有對比性優(yōu)勢，它在未來規(guī)劃領域具有更為廣闊的應用前景。