基于InVEST模型的熱帶雨林水源涵養(yǎng)功能時空變化研究

基于InVEST模型的熱帶雨林水源涵養(yǎng)功能時空變化研究目錄TOC\o"1-2"\h\u16681引言 2323801.1研究目的與意義 3260771.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 4190842研究區(qū)概況 5291812.1五指山市地理位置 5187842.2五指山市水文氣象 6121643材料與方法 6306893.1研究方法 6121203.2數(shù)據(jù)來源及處理分析 852424結(jié)果與分析 9191824.1五指山市產(chǎn)水量空間分布 973484.2五指山市水源涵養(yǎng)量分布 1350995討論與結(jié)論 16176276展望 176593參考文獻: 188611致謝 20摘要：海南省五指山市是有名的“翡翠山城”，該區(qū)作為海南島中部生態(tài)核心區(qū)，其水源涵養(yǎng)功能具有維護地下水和地表水的穩(wěn)定供應，保護生態(tài)系統(tǒng)的完整性，促進社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展的重要作用。本文采用INVEST模型分析評估該市1980年，1990年，1995年，2000年，2005年，2010年，2015年，2018年及2020年的產(chǎn)水量及水源涵養(yǎng)量的分布特征及時空變化。結(jié)果表明近年來的整體水源涵養(yǎng)量整體呈下降態(tài)勢，并且呈現(xiàn)“西低東高”的空間分布格局；不同地類的水源涵養(yǎng)總流量也有所差異，表現(xiàn)為草地>林地>耕地>居民用地>水域。高值區(qū)主要出現(xiàn)在山區(qū)，低值區(qū)體現(xiàn)在水域區(qū)域及人類主要活動區(qū)域。關鍵詞：水源涵養(yǎng)；土地利用類型；InVEST模型；時空變化1引言全球氣候變暖、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REF_Ref16674\r\h[1]。水資源對于人類社會的持續(xù)進步和生態(tài)系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定至關重要，其重要性不斷上升，已成為社會必須優(yōu)先關注和細心維護的寶貴且有限的資源。在當前全球氣候變化和區(qū)域環(huán)境壓力日益增大的背景下，水源涵養(yǎng)功能的評估與保護對于維持水循環(huán)平衡、保障區(qū)域水安全以及促進生態(tài)文明建設具有重要意義。水源涵養(yǎng)服務作為生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)服務的重要組成部分，直接關系到生態(tài)系統(tǒng)的韌性和社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展REF_Ref12614\r\h[2]。五指山市，作為中國海南省的一個重要城市及重要生態(tài)功能區(qū)，其獨特的地理位置和豐富的自然資源使其成為了研究水源涵養(yǎng)量的重要對象，其水源涵養(yǎng)功能對于本地區(qū)乃至整個島嶼的水文循環(huán)和生態(tài)平衡起著至關重要的作用。水源涵養(yǎng)量是指森林、濕地等生態(tài)系統(tǒng)通過其自身的水文循環(huán)過程，對降水進行截留、蒸發(fā)、滲透和蓄存等作用，從而對維持區(qū)域水循環(huán)平衡、保障水資源供應具有重要作用的水量。然而，隨著城市化進程的加快和土地利用方式的轉(zhuǎn)變，五指山市的水源涵養(yǎng)功能面臨著諸多挑戰(zhàn)，如土地退化、水資源短缺和生態(tài)系統(tǒng)服務能力下降等問題。而水源涵養(yǎng)功能的健康、持續(xù)發(fā)展可為人類的生產(chǎn)、生活供給所需的水資源，從而為經(jīng)濟與社會的快速、穩(wěn)健發(fā)展提供了保障，也維持了水資源的健康永續(xù)循環(huán)REF_Ref16736\r\h[3]。在當前全球氣候變化和人類活動影響加劇的背景下，對五指山市水源涵養(yǎng)量的研究不僅具有重要的理論價值，也具有顯著的實踐意義。對產(chǎn)水服務評估的方法有很多，如儲水量法、水文過程法、多指標法及多模型集成法，其中多模型集成法涵蓋了InVEST模型、WaSSI-C模型、BEPS-TerrainLab模型及元胞自動機。而目前由美國斯坦福大學開發(fā)的生態(tài)系統(tǒng)服務與權(quán)益交易的綜合評估InVEST(TheIntegrateValuationofEcosystemServicesandTradeoffsTools)模型使用最廣泛，該模型有參數(shù)少、數(shù)據(jù)要求低和適用范圍廣等優(yōu)點REF_Ref12813\r\h[4]并且評價結(jié)果可空間化表達，得到了學術(shù)界的廣泛認可REF_Ref12832\r\h[5]。因此本研究采用InVEST模型，對五指山市的水源涵養(yǎng)功能進行了系統(tǒng)的時空變化分析。通過收集和處理相關土地覆蓋、氣象、土壤及水文數(shù)據(jù)，構(gòu)建了適合五指山市特點的InVEST模型，并運用該模型定量評估了不同年份間五指山市水源涵養(yǎng)量的時空演變特征，再利用ArcGIS軟件進行可視化表達分析研究重點關注了不同年份之間水源涵養(yǎng)功能的差異。1.1研究目的與意義研究五指山市的水源涵養(yǎng)量可以幫助了解該地區(qū)水資源的供應情況和變化趨勢。水源涵養(yǎng)量的研究可以評估地表水和地下水的儲量和補給能力，為城市規(guī)劃和水資源管理提供科學依據(jù)。通過了解水源涵養(yǎng)量，可以更好地掌握水資源的利用與保護之間的平衡，確保城市居民和工業(yè)用水的需求得到滿足。通過研究水源涵養(yǎng)量，可以識別土地利用變化對水資源的影響。隨著城市化和農(nóng)業(yè)發(fā)展，土地利用類型的改變可能導致水源涵養(yǎng)功能的下降，增加水資源的脆弱性和生態(tài)系統(tǒng)的風險。因此，深入了解土地利用類型變化與水源涵養(yǎng)量之間的關系，有助于指導合理的土地規(guī)劃和資源管理措施。研究五指山市水源涵養(yǎng)量的目的在于全面了解該地區(qū)水資源的現(xiàn)狀和問題，為實現(xiàn)水資源可持續(xù)利用和生態(tài)環(huán)境保護提供科學依據(jù)，促進區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。本研究的意義在于，通過科學評估和揭示五指山市水源涵養(yǎng)功能的時空變化規(guī)律，為地方政府制定相應的生態(tài)保護和土地管理政策提供了數(shù)據(jù)支持和決策依據(jù)。研究成果不僅有助于指導五指山市乃至相似生態(tài)功能區(qū)的可持續(xù)發(fā)展，也為全球變化背景下的生態(tài)系統(tǒng)服務評估和管理提供了科學的方法論和實踐案例。目前關于海南省水源涵養(yǎng)量分析研究的文章較少，知網(wǎng)上水源涵養(yǎng)量分析相關文獻主要集中在其他省份，而海南省的相關文獻要么是生態(tài)系統(tǒng)服務空間總評估分析，要么是分析氮磷營養(yǎng)物負荷，研究海南省產(chǎn)水量模塊和水源涵養(yǎng)量分布及影響因素的相關文章只有兩篇。而且國內(nèi)的相關研究集中于土壤保持、水源供給、水源涵養(yǎng)功能評價方面，進而分析其時空變化特征及影響因子，多集中研究于某一年水源涵養(yǎng)特征的分析。因此，本次研究通過分析研究區(qū)多年的水源涵養(yǎng)量及其分布有重要意義。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀從20世紀90年代至今，學者們在全國范圍內(nèi)開展了大量水源涵養(yǎng)服務功能的相關研究，為我國的生態(tài)文明建設和土地利用類型綜合管理提供了有力的事實支撐。近些年，水源涵養(yǎng)研究的方法論經(jīng)歷了顯著的發(fā)展，從最初的單一模型分析演進至當前的多模型綜合運用。這一轉(zhuǎn)變反映出研究手段的持續(xù)進步和革新，同時也帶來了研究成果精確度的穩(wěn)步提升。尤其是InVEST模型的推出，它不僅能夠獨立運行于開發(fā)軟件之中，還能夠結(jié)合ArcGIS平臺對生態(tài)系統(tǒng)在不同時間和空間尺度上的變化進行模擬分析。較早的水源涵養(yǎng)功能主要針對森林生態(tài)系統(tǒng)，一般認為水源涵養(yǎng)是指森林對河水流量(增或減)的影響REF_Ref12862\r\h[6]隨著研究的深入，人們逐步確認水源涵養(yǎng)包括森林對降水、徑流、蒸散發(fā)及水質(zhì)的影響等REF_Ref12881\r\h[7]。目前，國內(nèi)對于生態(tài)系統(tǒng)服務方面的研究和文章很多，如任志遠等基于GIS對陜北黃土高原1978-2000年間的水源涵養(yǎng)及其價值進行了評估，結(jié)果顯示水源涵養(yǎng)在1978-1990年以年均1.39%遞增，1990-2000年以年均0.68%遞減。但對原文研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務的研究為數(shù)不多且評估顯單一、時序較早。周一飛等REF_Ref13296\r\h[8]選用SWIM模型分析氣候變化背景下流域未來水文過程的可能變化。劉宥延REF_Ref13325\r\h[9]等運用InVEST模型，對水源涵養(yǎng)服務功能進行評估并且對空間分布和特征進行分析。相關學者在北京山區(qū)REF_Ref13355\r\h[10]、黃土高原REF_Ref13479\r\h[11]、白洋淀REF_Ref13502\r\h[12]、三江源地區(qū)REF_Ref13525\r\h[13]等地分別利用該模型對當?shù)氐乃春B(yǎng)功能進行了分析評價。國內(nèi)學者任靜通過揭示土壤流失量的空間分布規(guī)律，評估了長江上游流域土壤保持能力REF_Ref13554\r\h[14]。陳龍等REF_Ref13574\r\h[15]進行瀾滄江流域的水源涵養(yǎng)功能研究，為瀾滄江水域水文狀況的評估與有效管理提供依據(jù)。國外學者最先關注到的是森林與降水截留、蒸發(fā)之間的關系REF_Ref13600\r\h[16]Ebtnayer最先觀測了不同地區(qū)林地蒸發(fā)量與降水截留，并探究其影響因素REF_Ref13623\r\h[17]第二個階段是以截留蓄水、水質(zhì)凈化、蒸發(fā)循環(huán)等森林水文過程逐漸受到了學者們的重視REF_Ref13600\r\h[16]截止到目前二十一世紀，人們通過GIS等信息手段，使水源涵養(yǎng)量成為一門綜合性的學問。Constanza通過分析指出生態(tài)系統(tǒng)服務可用直接或間接為人類所提供的商品（如食物）和服務（如空氣的凈化）REF_Ref13675\r\h[18]Kuchment等人在森林流域生態(tài)系統(tǒng)建立了分布式水文模型，模型結(jié)果表明森林的攔蓄作用對春季洪水洪峰流量有明顯影響REF_Ref13698\r\h[19]。2研究區(qū)概況2.1五指山市地理位置圖1五指山區(qū)域規(guī)劃地圖圖2五指山地形地圖五指山市位于海南島中南部，全市位居東經(jīng)109°19’-109°44’，北緯18°38’-19°02’；其東鄰瓊中縣，西接樂東縣，南抵保亭縣，北連白沙縣，土地總面積約1144km2。市內(nèi)山巒連綿，地勢東高西低，由東向西傾斜。全境以海拔500m至600m的丘陵和山地為主，平均海拔316m，是海南海拔最高城市，是典型的山區(qū)城市。境內(nèi)有部份低洼小盆地。2.2五指山市水文氣象五指山市位于熱帶季風氣候區(qū)，其夏季并不極端炎熱，而冬季則相對溫和。該市的年均氣溫大約在24.1℃左右，月度最高氣溫平均為28.4℃，而月度最低氣溫平均則為18.3℃。年降水量平均為1771.8毫米，季節(jié)性干濕變化明顯。該地區(qū)受熱帶季風的顯著影響，冬季和春季主要吹東北風，而夏季和秋季則以南偏東風為主。全年風速范圍在2.4至4.0米每秒之間，平均風速約為3.0米每秒。常受來自太平洋和南海的臺風襲擊，臺風一般在7~11月偏多。五指山市86.44%的地區(qū)被森林覆蓋REF_Ref17321\r\h[20]，居全省前列，是海南島最典型、最齊全的熱帶山地森林。3材料與方法3.1研究方法InVEST模型-生態(tài)系統(tǒng)服務和權(quán)衡的綜合評估模型(IntegratedValuationofEcosystemServicesandTrade-offs)是美國斯坦福大學、大自然保護協(xié)會(TNC)與世界自然基金會(WWF)聯(lián)合開發(fā)的，旨在通過模擬不同土地覆被情景下生態(tài)服務系統(tǒng)物質(zhì)量和價值量的變化，為決策者權(quán)衡人類活動的效益和影響提供科學依據(jù)。圖3技術(shù)路線圖3.1.1年產(chǎn)水量方法本篇論文使用到了InVEST模型中WaterYeild模塊，該研究估算了每柵格單元降水量減去實際蒸散發(fā)后的水量，即水源供給量。原理:產(chǎn)水量評估模塊基于Budyko水熱耦合平衡假設(1974)和年平均降水量數(shù)據(jù)。首先，確定研究區(qū)每個柵格單元x的年產(chǎn)水量Y(x)，公式如下:Y(xj)=(1?AET(xj)式中：Y(xj)為土地覆被類型j上柵格單元x的年均產(chǎn)水深度；AET(xj)是土地覆被類型j在柵格單元x的年實際蒸散量；P(x)是柵格x上年降水量。

AET(xj)P(x)RxjωxAET(xj)P(x)（實際蒸散量與降水量的比值）按照（2）式，即Zhang等在Budyko曲線上的方法進行計算，式中：Rxj表示土地利用類型為j時柵格單元x的Budyko干燥指數(shù)（潛在蒸散量與降雨的比值）；ωx為修正植被年可利用水量與預期水量的比值，無量綱；Z為Zhang系數(shù)REF_Ref17389\r\h[21]（取值范圍為1—30）；PAWC是植物可利用含水量，詳細計算方法可參考InVEST模型用戶手冊REF_Ref17428\r\h[22]；KiJ是植物蒸散系數(shù)；ETo是潛在蒸散發(fā)量。3.1.2水源涵養(yǎng)量方法本文采用《資源環(huán)境承載能力和國土空間開發(fā)適宜性評價技術(shù)“指南”》（下稱“指南”）REF_Ref17490\r\h[23]所提出的模型計算水源涵養(yǎng)量：ＷＲｉ＝Ｐｉ－ＥＴｉ－Ｒｉ（5）Ｒ＝Ｐ·α（6）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REF_Ref17546\r\h[24]。3.2數(shù)據(jù)來源及處理分析研究數(shù)據(jù)主要包括1980，1990，2000，2005，2010，2015，2018，2020年的土地利用/土地覆蓋數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)（降水量數(shù)據(jù)與潛在蒸散量數(shù)據(jù)）、土壤數(shù)據(jù)以及根系限制層深度數(shù)據(jù)。坐標系統(tǒng)一設置為WGS_1984_UTM_Zone_50N投影坐標系，各柵格數(shù)據(jù)的精度統(tǒng)一為30m。氣象數(shù)據(jù)：降水量與蒸發(fā)量均源自國家青藏高原數(shù)據(jù)中心（/home）所提供的數(shù)據(jù)集。土地利用類型的分類與檢驗：數(shù)據(jù)來源自資源環(huán)境科學與數(shù)據(jù)中心的30m分辨率的中國多時期土地利用遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)集（/DOI/DOI.aspx?DOIID=54），按照五指山市行政邊界進行裁剪并重分類為五大類（耕地，草地，林地，水域，居民用地）。植物有效含水量數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)來源自聯(lián)合國糧農(nóng)（FAO）和維也納國際應用系統(tǒng)研究所（IIASA）所構(gòu)建的世界土壤數(shù)據(jù)庫（官網(wǎng)：/soils-portal/data-hub/soil-maps-and-databases/harmonized-world-soil-database-v12/en/），經(jīng)過GIS處理后得到植物可用水分含量。根系限制層深度數(shù)據(jù)：自然植被類型的根系深度數(shù)據(jù)參考Yanetal,2020等對空間分辨率為100米的中國巖深圖的研究，選取1千米中國土壤深度圖（/research/cdtb.jsp）并提取數(shù)據(jù)REF_Ref17621\r\h[25]。海南省五指山市行政邊界范圍。流域數(shù)據(jù)：源自中科院資源環(huán)境科學數(shù)據(jù)中心上提供的流域數(shù)據(jù)。4結(jié)果與分析4.1五指山市產(chǎn)水量空間分布根據(jù)2020年海南省水資源公報，五指山市的平均徑流量為12.46億m3，通過模型運行模擬計算，當Zhang系數(shù)為12時，研究區(qū)總產(chǎn)水量為13.74億m3，與公報數(shù)值相對比較接近。由圖1可知，總體上看，五指山市的產(chǎn)水量在近幾年呈現(xiàn)波動式下降的趨勢，2020年的總產(chǎn)水量甚至低于上世紀，五指山市的總體產(chǎn)水量格局分布差別微小。圖4不同時期五指山市產(chǎn)水量分布格局圖圖5五指山市流域分布情情況表12018年五指山市產(chǎn)水量分布表ws_id流域每像素平均降水量單位：mm流域每像素平均潛在蒸散量單位：mm流域每像素平均實際蒸散量單位：mm流域每像素平均產(chǎn)水量單位：mm流域總產(chǎn)水量單位：mm01586.6751331183.452297380.01584661206.628768345800.49311512.9187951197.049992377.47637971134.782943266200.90621431.0741321203.713087388.91246541042.1406428794281931557.3950081185.481958384.24467071172.8939565907025.82441351.7540291230.563726389.0940164962.644000422310293851320.8060421273.570326407.7249023913.093103227887770.3761416.907561222.774829390.46500951026.44242181260087.271244.962811315.367329392.336589852.625510545863296.3581340.1345551200.884023380.6330532959.5026077421790451.491406.0998691205.3545993879013513590454.16101297.0877011214.137134374.2718582922.8048592111078958.1111358.5799.9550171285.60229491072.89770584216.46262121382.1892091219.616871389.8521361992.22446821007522.7131399.0794561128.658589356.483311042.736963638665.635平均值1400.3988791184.327127377.44770921022.87994980269014.76結(jié)合分析圖1、圖2、圖3、圖4、圖5與表1，可得出以下結(jié)論：五指山市的產(chǎn)水量西北側(cè)與領省交界處以及東側(cè)地區(qū)（如序號0、1），產(chǎn)水量高值區(qū)域集中分布。這與該區(qū)域的地形、降水量和蒸發(fā)量有直接關系，由于五指山擁有錯綜發(fā)雜的地形，從而使有些區(qū)域處于山脈的蓄水區(qū)或者降水較多的地帶，導致水資源豐富。特別是在地形上可能存在一些高地或者山脈，容易形成降水集中區(qū)，從而使得產(chǎn)水量高值區(qū)域更為集中。另一方面，在五指山市的西部地區(qū)，產(chǎn)水量較低（如序號5、10），這也是受到降水的影響，因為西部地區(qū)相對于其他地區(qū)而言，降水量較少，蒸發(fā)量相差微小，從而導致產(chǎn)生了較低的水資源。而中部地區(qū)的產(chǎn)水量相對最?。ㄈ缧蛱?），是因為該地區(qū)位于山脈之間的盆地或者地勢較為平坦的區(qū)域，降水量相對較少，導致產(chǎn)水量最低?？偟膩碚f，五指山市的產(chǎn)水量分布情況與地形因素、降水量因素、蒸發(fā)量因素密切相關，地勢高低、山脈分布等因素都對水資源的分布產(chǎn)生了顯著影響。表2不同年份總產(chǎn)水量對比年份流域總產(chǎn)水量（wyield/106m3)流域總產(chǎn)水量平均值（wyield/106m3)19801585.2669861132.33356119901602.2082341144.43445319951555.9681721111.40583720001684.2731311203.05223620051338.058311955.755936120101258.152176898.680126120151377.968696984.263354220181123.766207802.690147620201374.181543981.5582451表31980年與2020年土地利用數(shù)據(jù)變化（單位：km2）利用類型1980年2020年耕地78.0274.97草地982.97991.55林地86.8774.64水域7.248.85居民用地5.2310.31從時間變化上看（表2），1980-2020年五指山市產(chǎn)水總量降低了了13.23％，整體呈現(xiàn)一定波動式下降的趨勢。由表3合理推測五指山市的產(chǎn)水量分布除了受到地形因素的影響外，還受到土地利用類型變化的因素的影響。森林是水源涵養(yǎng)的主要保護區(qū)，具有良好的保水、凈化水質(zhì)和減緩徑流的功能。森林覆蓋率的增加通常會促進產(chǎn)水量的增加，反之亦然。而利用類型為林地的區(qū)域減少了17%；城市建設會增加地表徑流量，減少土地的自然保水功能，導致水源涵養(yǎng)能力下降。城市化還可能增加污水排放和水質(zhì)污染風險。居民用地在四十年間提高了97.17%，說明該地區(qū)存在不同規(guī)模的城市化或者工業(yè)化發(fā)展，導致土地覆蓋發(fā)生改變，進而影響地表徑流和地下水的補給。同時人類人類活動會改變地下水位或者地表水的流動情況，對于水資源的過度索取也會導致產(chǎn)水量的變化，進而影響產(chǎn)水量的分布。4.2五指山市水源涵養(yǎng)量分布一般而言山地地區(qū)通常具有更高的涵養(yǎng)能力，而河谷地帶的水源涵養(yǎng)量可能相對較低，通過“指南”模型處理之后得出下列相關水源涵養(yǎng)分布圖，如圖6圖6不同時期五指山市水源涵養(yǎng)量格局圖表4五指山市不同地類水源涵養(yǎng)量分布（單位106m3）土地利用類型2020年2018年2015年2010年2005年2000年1995年1990年1980年耕地83.1482.8582.6183.8282.7885.1057.5985.1186.26草地1077.411077.611061.371064.761070.501053.681082.771053.661052.53林地81.6981.5579.8680.2277.6592.6391.4492.6592.63水域9.719.759.679.687.987.886.777.887.88居民用地11.4611.8911.506.676.215.826.565.825.82表5五指山市不同土地利用類型水源涵養(yǎng)深度（單位mm）土地利用類型2020年2018年2015年2010年2005年2000年1995年1990年1980年耕地917.96746.85923.45838.67892.491129.941048.931070.821070.55草地1149.00985.141173.501073.451157.771435.401334.781363.361365.33林地1131.69947.171142.501049.411115.301390.441289.201324.561312.40水域188.8486.68185.40120.05149.15474.19326.64373.48338.43居民用地208.12128.80207.55174.03182.32283.55248.87258.29246.13產(chǎn)水量數(shù)據(jù)可以反映某個地區(qū)的水資源豐富程度和可利用程度，但僅僅考慮了水的產(chǎn)出量，但是在考慮到地表徑流等因素的影響下，水源涵養(yǎng)量數(shù)據(jù)能夠更全面地反映該地區(qū)水源的涵養(yǎng)能力。由圖6、表4和表5可知上世紀涵養(yǎng)能力由高到低排序為：草地>林地>耕地>水域>居民用地，近年涵養(yǎng)能力由高到低排序為：草地>林地>耕地>居民用地>水域，各個土地利用類型水源涵養(yǎng)深度在數(shù)值上均有不同程度下降。整體上水源涵養(yǎng)量的分布呈現(xiàn)先下降后上升。水源涵養(yǎng)量分布格局與產(chǎn)水量分布格局類似，從水源總供給量上看，土地利用類型為草地的發(fā)揮著主體作用，總體表現(xiàn)為（以最接近現(xiàn)在的2020年為例）：總水源涵養(yǎng)量約占總量的的84%以上，林地，耕地位列其次，分別約占7.4%與6.9%以上；水域和居民用地占比較小，占比分別為：0.63%和0.74%。近幾十年來，由于人類活動的大肆破壞導致水土流失嚴重，如今五指山市的水源涵養(yǎng)量深度相較于之前大大降低，相較于1980年，近年來耕地、草地、林地、水域、居民用地水源涵養(yǎng)量深度分別下降了14.25%、15.84%、13.77%、44.20%、15.45%，但是總體水源涵養(yǎng)量分布呈現(xiàn)先下降，后上升的趨勢。水源涵養(yǎng)量除了與降水量密切相關以外，還與21世紀前10年自然生態(tài)系統(tǒng)面積持續(xù)減少REF_Ref16264\r\h[26]有關系，隨著人類城市化的推進，人類活動占用了部分原地類為林地和草地，同時對水資源的需求提升，導致這三類土地的水源涵養(yǎng)量相對較低。5討論與結(jié)論本研究基于InVEST模型法計算五指山市九年的產(chǎn)水量，并結(jié)合海南省水資源公報調(diào)整Z參數(shù)，整體結(jié)果較為準確。再通過“指南”所提出的模型構(gòu)架五指山市的水源涵養(yǎng)量，通過GIS制圖突出相關結(jié)果，最后對水源涵養(yǎng)量進行研究，為有效保護和可持續(xù)利用水資源提供科學依據(jù)?？傮w來看,五指山市產(chǎn)水量出現(xiàn)呈現(xiàn)“西低東高”的空間分布格局，研究還揭示了土地利用變化對水源涵養(yǎng)量的影響。隨著城市化和農(nóng)業(yè)活動的擴張，草地覆蓋率的下降、城市建設的增加導致水源涵養(yǎng)功能的減弱。這種變化導致水資源的脆弱性增加，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性減弱。其中水源涵養(yǎng)功能和重要性都比較高的區(qū)域主要分布于研究區(qū)北側(cè)與東側(cè)；五指山市具備較強的水源保持能力，為了促進海南省五指山市的持續(xù)與協(xié)調(diào)發(fā)展，應當實施合理的土地開發(fā)與利用策略，嚴禁非法砍伐，切實維護城市附近的農(nóng)田、森林、草原以及水域，避免水質(zhì)遭受污染。同時，加強森林資源的保護工作，提升植被的覆蓋程度，以降低降水的流失，最終提高海南省五指山市的水源涵養(yǎng)功能。（1）草地的水源涵養(yǎng)量最高是因為草地植被茂密，根系發(fā)達，能夠有效保持土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，減少水土流失，促進地下水的補給和穩(wěn)定地表徑流。水域的水源涵養(yǎng)量相對較低。水域通常是水體，不具備像陸地植被那樣的水源涵養(yǎng)功能，而且水域可能會受到污染和水位變化等因素的影響，導致水源涵養(yǎng)量相對較低。居民用地的水源涵養(yǎng)量最低。這是因為居民用地通常被城市建設、道路鋪設等活動所占據(jù)，導致土地被大量密封，水的滲透能力減弱，從而降低了水源涵養(yǎng)能力，但是隨著國家政策開展，人們逐漸重視城市綠化，導致涵養(yǎng)功能得到緩解。水域通常是水體，不具備像陸地植被那樣的水源涵養(yǎng)功能，而且水域可能會受到污染和水位變化等因素的影響，導致水源涵養(yǎng)量相對最低。（2）本研究采用InVEST模型評估得到不同年份海南省五指山市的產(chǎn)水量和水源涵養(yǎng)量，產(chǎn)水量模塊主體呈現(xiàn)波動式下降趨勢，并且其具有明顯的空間差異，高值主要分布在山區(qū)，如馬域嶺、大嶺、蛙嶺、五指山、生毛嶺、和青春嶺等，低值區(qū)集中在水域和居民用地范圍，如昌化江、五指山水庫以及縣級行政中心區(qū)域。（3）水源涵養(yǎng)功能的變化趨勢在空間分布上呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢，水源涵養(yǎng)功能降低的土地利用類型主要為林地和耕地。6展望五指山市作為一個地形復雜、生態(tài)環(huán)境豐富的地區(qū)，其水資源涵養(yǎng)量在地形、氣候和人類活動等多方面因素的影響下呈現(xiàn)出多樣化的特點。然而，隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展和人口的增加，水資源的保護與利用顯得尤為重要。因此，在展望未來五指山市水源涵養(yǎng)量的發(fā)展時，應從以下幾個方面進行考慮和規(guī)劃：首要任務是注重生態(tài)環(huán)境的維護。確保生態(tài)系統(tǒng)的健康與完整對于保持充足的水源涵養(yǎng)量至關重要。通過提升自然保護區(qū)的建設和管理水平，推行植樹造林、退耕還林等生態(tài)恢復項目，可以有效提升地表植被的覆蓋率，降低水土流失的風險，進而有效地提高水源涵養(yǎng)能力。其次，要合理規(guī)劃土地利用。合理的土地利用結(jié)構(gòu)對于維護水資源的穩(wěn)定具有至關重要的作用。應該通過科學規(guī)劃和管控土地利用，避免過度開發(fā)和不合理利用土地資源，特別是要限制城市擴張對農(nóng)田和林地的侵占，保留水源涵養(yǎng)功能較強的自然生態(tài)系統(tǒng)。第三，加強水資源管理與保護。建立健全的水資源管理制度和政策法規(guī)體系，強化對水資源的監(jiān)控、評價及管理，實施切實可行的策略以避免水資源的無節(jié)制開發(fā)和環(huán)境污染，保障水源保持功能的長期穩(wěn)定。與此同時，提升水資源的利用效率和推廣其循環(huán)再利用，提高水資源利用效率，減少對自然水源的依賴。此外，還要注重科學研究與技術(shù)創(chuàng)新。加強水資源科學研究，深入探索水資源形成機制和變化規(guī)律，提高水資源管理的科學性和有效性。同時，積極推進水資源管理技術(shù)的創(chuàng)新與應用，發(fā)展智能水資源監(jiān)測與管理系統(tǒng)，提高水資源管理的精準性和效率。終歸而言，強化社會參與及普及教育至關重要。水資源是社會共有且共管的關鍵資源，必須通過提升公眾的參與度和教育普及，增強社會各界對水資源保護的意識和關注度，營造一個全民行動、齊心協(xié)力保護水資源的積極環(huán)境?？偟膩碚f，展望五指山市水源涵養(yǎng)量的未來發(fā)展，需要全社會各界的共同努力和合作，以科學規(guī)劃、合理利用、嚴格管理和持續(xù)創(chuàng)新為手段，實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用和生態(tài)環(huán)境的持續(xù)改善，為保障地區(qū)經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展提供堅實的水資源保障。參考文獻: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[Z].生態(tài)學報，2016，36（24）：8120-8127.張昌順,范娜,劉春蘭,等.1990—2018年中國生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)功能時空格局與演變研究[J].生態(tài)學報,2023,43（13）:5536-5545.陳駿宇,劉鋼,白楊.基于InVEST模型的太湖流域水源涵養(yǎng)服務價值評估[J].水利經(jīng)濟,2016,34(02):25-29+84.楊潔，謝保鵬，張德罡．基于InVEST模型的黃河流域產(chǎn)水量時空變化及其對降水和土地利用變化的響應［J］．應用生態(tài)學報，2020，31(8):2731-2739．歲姚炳,牛存穩(wěn),賈仰文,等.黃河水源涵養(yǎng)區(qū)近60a降水、氣溫和徑流演變及其對水源涵養(yǎng)的影響[J].山地學報,2023,41（1）:41-55.LEOPOLDA.ASandCountyalmanac,andsketcheshereandthere[M].OxfordUniversityPress,1989.NelsonE,MendozaG,RegetzJetal.Modelingmultipleecosystemservices,biodiversityconservation,commodityproduction,andtradeoffsatlandscapescales[J].FrontiersinEcologyandtheEnvironment,2009,7(1):4-11.周一飛，陳慧穎，張淑蘭，等．基于SWIM模型模擬氣候變化對青海湖布哈河流域水文過程的影響．北京師范大學學報，2017，53（2）：208-214劉宥延，劉興元，張博，等．基于InVEST模型的黃土高原丘陵區(qū)水源涵養(yǎng)功能空間特征分析．生態(tài)學報，2020，40（17）：6161-6170周彬．基于生態(tài)服務功能的北京山區(qū)森林景觀優(yōu)化研究［D］．北京:北京林業(yè)大學，2011．包玉斌，李婷，柳輝，等．基于InVEST模型的陜北黃土高原水源涵養(yǎng)功能時空變化［J］．地理研究，2016，35(4):664－676．白楊，鄭華，莊長偉，等．白洋淀流域生態(tài)系統(tǒng)服務評估及其調(diào)控［J］．生態(tài)學報，2013，33(3):711－717．潘韜，吳紹洪，戴爾阜，等．基于