水源涵養(yǎng)量多源遙感反演及時(shí)空變化分析
——以黃山市為例

李瑩瑩，馬曉雙，吳鵬海

(安徽大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，安徽 合肥 230601)

20世紀(jì)90年代以來，隨著國(guó)內(nèi)外對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的研究深入，不少學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了定量評(píng)價(jià)方面的研究[1-2].生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能是指生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)過程所形成及所維持的人類賴以生存的自然環(huán)境條件與效用[3-4].千年生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)劃分為四大類，包括生態(tài)系統(tǒng)為人類提供的文化服務(wù)、供給服務(wù)、支持服務(wù)以及包含水源涵養(yǎng)等的調(diào)節(jié)服務(wù)[5].水源涵養(yǎng)功能作為陸地生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)服務(wù)的重要功能之一，通過植被及土壤將降水?dāng)r蓄、吸收、積蓄在系統(tǒng)內(nèi)，具有抑制蒸發(fā)、調(diào)節(jié)徑流、凈化水質(zhì)等功能[6].所以空間化、可視化、定量化評(píng)估水源涵養(yǎng)功能具有重要社會(huì)意義且一直是生態(tài)學(xué)和水文學(xué)研究的熱點(diǎn)，并產(chǎn)出了大量成果[7-10].

圍繞水源涵養(yǎng)功能的定量化研究可以主要分為兩類，即傳統(tǒng)的實(shí)地采樣后檢測(cè)的方法和結(jié)合3S技術(shù)的研究方法[7-10].孫艷紅等[7]通過實(shí)地采樣測(cè)定不同林地類型枯落物持水量和土壤蓄水能力，從而得出縉云山4種林地類型的水源涵養(yǎng)量；Zhuo等[8]通過測(cè)定林冠層、地下植被層、枯枝落葉層的持水量，從而估算出森林群落的水源涵養(yǎng)功能.傳統(tǒng)研究方法雖然精度較高，但費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且難以獲得大范圍連續(xù)的研究數(shù)據(jù).利用3S技術(shù)用來監(jiān)測(cè)大范圍水源涵養(yǎng)量已成為主流[9-10].Chen等[9]基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能綜合權(quán)衡工具(integrated valuation of ecosystem services and tradeoffs，InVEST)中的水源涵養(yǎng)模型對(duì)瀾滄江流域的水源涵養(yǎng)功能進(jìn)行了研究；曹飛等[10]采用降水量貯存法分析了江西省水源涵養(yǎng)量在 2010年和2015年的時(shí)空特征，從而得到五年間水源涵養(yǎng)量的時(shí)空變化.

以上基于3S技術(shù)的研究雖然嘗試從不同角度分析研究區(qū)的水源涵養(yǎng)功能空間分布格局，但都存在著一定的缺陷.在少數(shù)的特定年份，由于受到異常氣候的影響，會(huì)出現(xiàn)明顯異于臨近年份的數(shù)值，因此，為了減少異常值的影響，在研究地區(qū)水源涵養(yǎng)功能變化趨勢(shì)時(shí)有必要考慮較長(zhǎng)時(shí)序的數(shù)據(jù)信息.然而，以上一些研究往往集中于探究少數(shù)特定年份的分布規(guī)律，無法客觀描述其長(zhǎng)期走勢(shì).因此獲取高時(shí)間分辨率的水源涵養(yǎng)量分布數(shù)據(jù)能更客觀、更細(xì)致地反應(yīng)研究區(qū)的水源涵養(yǎng)能力.同時(shí)發(fā)現(xiàn)，水源涵養(yǎng)功能的研究區(qū)域主要集中于西北干旱半干旱地區(qū)、京津冀地區(qū)，或者大多以流域和山林區(qū)為估算單元，對(duì)于華東地區(qū)，以市域?yàn)檠芯繂卧难芯旷r有出現(xiàn).因此，有必要運(yùn)用高密度數(shù)據(jù)來定量評(píng)估市域尺度上的水源涵養(yǎng)功能的細(xì)致變化.

本文以安徽省黃山市為研究對(duì)象，利用多源遙感數(shù)據(jù)及時(shí)空融合方法生成2009～2018年研究區(qū)每月一景的遙感影像，并獲取對(duì)應(yīng)日期的降水量數(shù)據(jù)，采用降水量貯存法[10]得到10 a長(zhǎng)時(shí)序的水源涵養(yǎng)量分布.在此基礎(chǔ)上，分析黃山市水源涵養(yǎng)功能時(shí)空演變趨勢(shì).黃山市坐落有國(guó)家生態(tài)功能保護(hù)區(qū)、全國(guó)重要的水源涵養(yǎng)生態(tài)功能區(qū)以及新安江水源保護(hù)地，同時(shí)它還是華東地區(qū)重要的生態(tài)屏障區(qū)域之一[11].因此研究黃山市的水源涵養(yǎng)功能分布格局對(duì)于安徽省水源涵養(yǎng)潛力具有很好地借鑒作用，同時(shí)對(duì)于華東地區(qū)的水文生態(tài)的研究具有重要的意義，為基于生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)功能的環(huán)境管理、保障、優(yōu)化提供借鑒，并指導(dǎo)研究區(qū)生態(tài)服務(wù)功能的可持續(xù)發(fā)展.

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

黃山市介于N 29°24′～30°24′和E 117°02′～118°55′之間，地處安徽省最南端，位于皖浙贛三省交界處.全市總面積9 807 km2，占安徽省國(guó)土面積的7%.森林資源豐富，覆蓋率達(dá)73%.地形以山地為主，屬亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候區(qū)，四季分明，春秋短，夏冬長(zhǎng)，氣候溫和，雨水豐沛.近20 a平均年降水量1 663 mm，最高達(dá)2 708 mm.

1.2 數(shù)據(jù)來源

研究數(shù)據(jù)主要包括：①黃山市行政區(qū)縣矢量數(shù)據(jù)，來源于資源環(huán)境數(shù)據(jù)云平臺(tái)；②黃山市2009～2018年高質(zhì)量光學(xué)遙感數(shù)據(jù)，主要包括Landsat系列衛(wèi)星數(shù)據(jù)、MODIS數(shù)據(jù)、高分一號(hào)、哨兵二號(hào)數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)使用情況及來源見表1)；③黃山市內(nèi)氣象站點(diǎn)(黃山站、祁門站、屯溪站)及周邊氣象站點(diǎn)(寧國(guó)站、銅陵站、景德鎮(zhèn)站、淳安站)2009～2018年每日降雨量數(shù)據(jù)，來源于中國(guó)氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)，所使用的降水量數(shù)據(jù)均經(jīng)過嚴(yán)格的質(zhì)量控制.④黃山市2009～2018年地表徑流數(shù)據(jù)，來源于安徽省水資源公報(bào).

表1 數(shù)據(jù)來源及使用情況

1.3 研究方法

本文利用降水量貯存法對(duì)研究區(qū)近10 a的水源涵養(yǎng)量進(jìn)行反演.整個(gè)試驗(yàn)分為2個(gè)部分：(1)根據(jù)遙感影像估算研究區(qū)的植被覆蓋度.對(duì)于空缺時(shí)段的影像數(shù)據(jù)，本文利用增強(qiáng)型時(shí)空自適應(yīng)反射率融合模型(enhanced spatial and temporal adaptive reflectance fusion model，ESTARFM)來補(bǔ)充；(2)研究區(qū)的月降雨量分布圖和對(duì)應(yīng)時(shí)期的植被覆蓋度分布作運(yùn)算，得出研究區(qū)水源涵養(yǎng)量月際分布.

1.3.1 時(shí)空融合 對(duì)于部分月份高質(zhì)量影像缺失的情況，本文借助ESTARFM時(shí)空融合模型來解決這一問題.時(shí)空融合的基本思想如圖1所示：獲取待融合時(shí)刻t0前后2期的影像對(duì)之間的關(guān)系，即tm、tn時(shí)刻高空間分辨率低時(shí)間分辨率的Landsat影像和低空間分辨率高時(shí)間分辨率的MODIS影像MOD09GA產(chǎn)品，利用t0時(shí)刻已知的MODIS數(shù)據(jù)，得出t0時(shí)刻的高分影像.

ESTARFM算法是目前應(yīng)用最為廣泛的時(shí)空融合模型之一，它是基于STARFM算法改進(jìn)的，考慮了像元的異質(zhì)性，提高了異質(zhì)性較大區(qū)域的預(yù)測(cè)精度[13].它對(duì)賦權(quán)方法進(jìn)行了調(diào)整，引入混合像元的相似像元的轉(zhuǎn)換系數(shù)來對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行改進(jìn)，利用像元之間的關(guān)系，得到所需要預(yù)測(cè)影像的中心像元反射率值，進(jìn)而得到預(yù)測(cè)影像[14]，如公式(1)所示.

圖1 時(shí)空融合示意圖Figure 1 The schematic diagram of spatial and temporal data fusion

(1)

根據(jù)tm、tn時(shí)刻的預(yù)測(cè)結(jié)果，以更靠近預(yù)測(cè)時(shí)期具有更高權(quán)重為準(zhǔn)則，得到最終的中心像元反射率公式：

(2)

1.3.2 水源涵養(yǎng)量反演模型

1.3.2.1 降水貯存量法 本文基于降水貯存量法估算研究區(qū)水源涵養(yǎng)量.該模型的優(yōu)點(diǎn)是，它可以很好地與遙感技術(shù)相結(jié)合，并且操作簡(jiǎn)便，實(shí)用性強(qiáng)[10].此模型的建立思想為，生態(tài)系統(tǒng)的水源涵養(yǎng)量與區(qū)域降雨量和植被覆蓋度相關(guān)性高，只有降雨量大于產(chǎn)流降雨量，植被覆蓋度超過一定比率，生態(tài)系統(tǒng)才會(huì)產(chǎn)生的水源涵養(yǎng)效應(yīng)[15].降水貯存量法其定義為對(duì)比林地與裸地的徑流減少量，認(rèn)為其減少量為水源涵養(yǎng)量[16].該方法用公式可表示為：

Q=A·J·R

(3)

J=J0·K

(4)

R=R0-Rg

(5)

式中，Q為水源涵養(yǎng)量(m3)；A為計(jì)算單元的面積；J0為研究區(qū)年降雨量；K表示研究區(qū)產(chǎn)流降雨量占降雨總量的比例，本文根據(jù)相關(guān)研究得出的經(jīng)驗(yàn)值，北方區(qū)降水多為短時(shí)高強(qiáng)度降水可取 0.4；南方區(qū)為多時(shí)高強(qiáng)度降水K可取 0.6[15].本文研究區(qū)域?yàn)辄S山市，K取值為0.6；R為與裸地相比，生態(tài)系統(tǒng)減少的徑流的效益系數(shù)；R0表示裸地降雨徑流系數(shù)；Rg的值與研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)植被覆蓋度有關(guān)，本文研究區(qū)域的植被格局主要為森林，森林生態(tài)系統(tǒng)中不同植被覆蓋度區(qū)域的徑流系數(shù)不盡相同，具體見表2[10,17-18].

表2 不同植被覆蓋度對(duì)應(yīng)徑流系數(shù)分級(jí)表

1.3.2.2 參量計(jì)算 由公式(3)～(5)可知，降水貯存量法模型中的待求參量為研究區(qū)年降雨量(J0)和植被覆蓋度(F).

1) 年降雨量(J0)：采用克里金方法進(jìn)行空間插值.該方法的優(yōu)勢(shì)在于其不僅考慮了待估點(diǎn)位置與已知數(shù)據(jù)點(diǎn)位置的相互關(guān)系，還能考慮到變量的空間相關(guān)性[19].

2) 植被覆蓋度(F)：基于像元二分模型[20].此模型假設(shè)像元的光譜反射來源于植被和非植被，每個(gè)像元的反射率是植被和非植被的線性組合，各自面積所占的比例即為植被和非植被的權(quán)重[20-21].

2 結(jié)果與分析

2.1 時(shí)空變化特征

2.1.1 城市化程度對(duì)水源涵養(yǎng)量空間分布影響分析 圖3展示了黃山市2009～2018年的水源涵養(yǎng)量分布圖.結(jié)合真實(shí)影像與水源涵養(yǎng)量空間分布特征來看，黃山市城市化程度高的區(qū)域，如徽州區(qū)城區(qū)、歙縣城區(qū)、祁門縣城區(qū)、黟縣城區(qū)，其水源涵養(yǎng)量較低.由本文水源涵養(yǎng)量計(jì)算模型可知，植被覆蓋度是影響水源涵養(yǎng)量的重要因素之一，而城市化進(jìn)程會(huì)直接影響植被覆蓋度的變化.

另外，從圖2目視可得，10 a間，水源涵養(yǎng)量高值區(qū)集中在黃山景區(qū).主要原因黃山景區(qū)植被茂密、山高谷深，局部地形對(duì)其氣候起主導(dǎo)作用，形成云霧多、濕度大、降水多的氣候特點(diǎn)，其中年雨量最大值就出現(xiàn)在黃山光明頂.單位柵格面積水源涵養(yǎng)量監(jiān)測(cè)范圍在2016年最高，約為0.484 8 m3，在2011年最低，約為0.302 9 m3.總體來看，2018年水源涵養(yǎng)量監(jiān)測(cè)范圍與2009年相近，其單位柵格的最大值略高于2009年，而且西南方及東南部的值要高于2009年，這說明了十年間，黃山市的水源涵養(yǎng)量略有增加.

2.1.2 黃山市年水源涵養(yǎng)總量10 a變化趨勢(shì) 黃山市10 a間水源涵養(yǎng)總量的變化特征如圖3所示.十年間，黃山市平均水源涵養(yǎng)量1.96×109m3；研究時(shí)段內(nèi)，2012、2015、2016年水源涵養(yǎng)量高于平均值；分段來看，前5 a水源涵養(yǎng)量變化較小，后5 a浮動(dòng)較大.總體來看，比較研究時(shí)段內(nèi)的起始年2009年與終止年2018年，可發(fā)現(xiàn)10 a間黃山市水源涵養(yǎng)量呈現(xiàn)增加的狀態(tài)，其單位面積水源涵養(yǎng)量增加約40 mm，這反映了黃山市的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量穩(wěn)中趨好，生態(tài)文明的建設(shè)成效初顯.

2.1.3 黃山市各區(qū)縣水源涵養(yǎng)能力變化分析 為了更加直觀地觀察水源涵養(yǎng)量在10 a間各區(qū)縣分布上的變化，將10 a間相隔若干年的分布圖作差值運(yùn)算，如圖4所示.1值表示水源涵養(yǎng)量在后期增加，-1值表示水源涵養(yǎng)量減少，0值表示基本無變化.從圖4-A可看出，黃山市大部分地區(qū)在2009～2011年的水源涵養(yǎng)量呈現(xiàn)減少的態(tài)勢(shì).圖4-B中，黃山市在研究時(shí)段中期的水源涵養(yǎng)量呈現(xiàn)出顯著的上升趨勢(shì).圖4-C顯示，2014～2018年，水源涵養(yǎng)量減少的地區(qū)面積大于增加的.圖4-D所示為研究時(shí)段起始年與終止年的變化情況，2018年黃山市絕大部分區(qū)域的水源涵養(yǎng)量高于2009年，不變的主要位

圖2 2009～2018年黃山市水源涵養(yǎng)量空間分布Figure 2 Spatial distribution of water conservation in Huangshan City from 2009 to 2018

于徽州、黟縣、歙縣、休寧、黃山區(qū)的城區(qū)內(nèi)部；減少的區(qū)域主要位于徽州城區(qū)的外圍及黃山區(qū)與歙縣、徽州區(qū)交界處的山谷.

圖3 2009～2018年黃山市水源涵養(yǎng)量年際變化Figure 3 Annual changes of the water conservation in Huangshan City from 2009 to 2018

本文量化了黃山市各區(qū)縣的水源涵養(yǎng)能力的變化，計(jì)算并繪制了黃山市各區(qū)縣的2009～2018年平均水源涵養(yǎng)量變化圖，如圖5所示.10 a跨度間，各區(qū)縣的水源涵養(yǎng)量均有不同程度的增加.祁門縣和休寧縣增加量較大，均為40 mm以上；黃山區(qū)增加量最小，為13 mm.體現(xiàn)了祁門縣生態(tài)宜居工程建設(shè)取得顯著成效，休寧縣緊扣“生態(tài)立縣”的目標(biāo)，把生態(tài)文明建設(shè)擺在突出位置，并取得了重大進(jìn)展.

2.1.4 黃山市水源涵養(yǎng)量季度占比分析 根據(jù)氣象學(xué)上劃分的季節(jié)(3～5月為春季，6～8月為夏季，9～11月為秋季，12～2月為冬季)對(duì)水源涵養(yǎng)量進(jìn)行了四季分布特征的分析.將對(duì)應(yīng)月份的水源涵養(yǎng)量反演結(jié)果進(jìn)行疊加，得到圖6所示的季度分布情況，可看出，受降雨量及植被季節(jié)生長(zhǎng)規(guī)律的影響，夏季的水源涵養(yǎng)量最高，其次是春季，秋季和冬季最低.其中，夏季對(duì)年水源涵養(yǎng)總量的貢獻(xiàn)率在2011年最高，為68.2%，其它年份均為30%～50%之間，原因?yàn)?011年夏季雨水充沛，占比高達(dá)年降雨量67%.

2.2 水源涵養(yǎng)服務(wù)能力分級(jí)

對(duì)研究區(qū)進(jìn)行水源涵養(yǎng)服務(wù)能力分級(jí)是合理保護(hù)和利用水資源、協(xié)調(diào)區(qū)域生態(tài)發(fā)展的前提[22].基于上文黃山市10 a間水源涵養(yǎng)量的空間分布，根據(jù)《國(guó)家生態(tài)保護(hù)紅線—生態(tài)功能紅線劃定技術(shù)指南》的分級(jí)分類方法，可認(rèn)為水源涵養(yǎng)服務(wù)功能通過水源涵養(yǎng)量體現(xiàn)，水源涵養(yǎng)量越高，其服務(wù)能力就越重要[23].據(jù)此，本文對(duì)水源涵養(yǎng)量進(jìn)行5個(gè)等級(jí)的劃分，即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級(jí)分別對(duì)應(yīng)極重要、重要、中等重要、較重要、一般重要，級(jí)別的區(qū)間劃分見表3.

基于以上標(biāo)準(zhǔn)對(duì)10 a間黃山市水源涵養(yǎng)量進(jìn)行等級(jí)劃分，并統(tǒng)計(jì)各等級(jí)的面積，結(jié)果如圖8所示.研究區(qū)水源涵養(yǎng)服務(wù)功能中等重要的區(qū)域面積最大，在2012年、2014年、2017年及2018年占比達(dá)黃山市面積的80%以上.極重要區(qū)面積和重要區(qū)面積僅出現(xiàn)在2015年與2016年，集中分布于黃山區(qū).一般重要區(qū)的面積在10 a間保持平穩(wěn)，占比7.68%～11.1%.需知的是，本文所劃分的等級(jí)只是區(qū)域內(nèi)相對(duì)的概念，并不確定指高低之分.由此說明，黃山市全境內(nèi)大部分地區(qū)單位面積水源涵養(yǎng)量均在60 mm以上，其水源涵養(yǎng)服務(wù)能力較強(qiáng)，生態(tài)環(huán)境總體較佳，是安徽省重要的水源涵養(yǎng)服務(wù)功能區(qū).

圖4 2009～2018年黃山市各區(qū)縣水源涵養(yǎng)量空間變化Figure 4 Spatial distribution changes of water conservation of each county in Huangshan City from 2009 to 2018

圖5 2009、2018年黃山市各區(qū)縣平均水源涵養(yǎng)量及其變化Figure 5 Average water conservation changes of each county in Huangshan City of 2009 and 2018

圖6 2009～2018年黃山市水源涵養(yǎng)量季度變化Figure 6 Quarterly changes of the water conservation in Huangshan City from 2009 to 2018

表3 水源涵養(yǎng)服務(wù)功能重要性分級(jí)表

2.3 水源涵養(yǎng)量可靠性評(píng)價(jià)

由于野外實(shí)測(cè)水源涵養(yǎng)量的工作難以開展，且本文研究的區(qū)域較大，難以通過有限的點(diǎn)狀、離散的數(shù)據(jù)來驗(yàn)證區(qū)域水源涵養(yǎng)量的長(zhǎng)時(shí)序變化.在此，本文提出一種以地表徑流量來檢測(cè)結(jié)果可靠性的方法.地表徑流是指降雨、冰雪融水沿地表流動(dòng)的水流.在產(chǎn)水量相關(guān)的研究中，地表徑流也被稱為自然徑流量，且被認(rèn)為與區(qū)域的產(chǎn)水量相等[24].在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能綜合權(quán)衡工具的水源涵養(yǎng)模塊中，水源涵養(yǎng)量與產(chǎn)水量成線性關(guān)系，具體來說，水源涵養(yǎng)量由產(chǎn)水量乘以研究區(qū)的地形指數(shù)、不同下墊面的流速系數(shù)及土壤飽和導(dǎo)水率，且這3個(gè)參數(shù)的取值范圍均在0～1之間.因此，本文認(rèn)為，區(qū)域的水源涵養(yǎng)量在數(shù)值上應(yīng)小于產(chǎn)水量即地表徑流量，但二者在長(zhǎng)時(shí)序上的變化特征應(yīng)基本保持一致.其中地表徑流數(shù)據(jù)來自于安徽省水資源公報(bào).

圖7 水源涵養(yǎng)服務(wù)功能重要性分級(jí)面積Figure 7 The area of importance level of water conversation service function

圖8為2009～2018年黃山市地表徑流量的年際變化與水源涵養(yǎng)量變化，可以看出，地表徑流量在十年間的變化趨勢(shì)與水源涵養(yǎng)量的波動(dòng)基本一致，且大于水源涵養(yǎng)量，對(duì)比在相近尺度上的研究，本文反演的數(shù)量級(jí)在正常的范圍內(nèi).

圖8 2009～2018年黃山市地表徑流量與水源涵養(yǎng)量年際變化Figure 8 Annual changes of the surface runoff and water conservation in Huangshan City from 2009 to 2018

3 討論

用于評(píng)估水源涵養(yǎng)量的模型多種多樣，但目前還未達(dá)到一種公認(rèn)的方法，所以評(píng)估的結(jié)果差異很大，在缺乏地表徑流數(shù)據(jù)的情況下，水源涵養(yǎng)量在數(shù)量級(jí)上也可以相比較[25].本文基于降水貯存量法估算出黃山市2009～2018年的水源涵養(yǎng)量，得出黃山市10年間平均水源涵養(yǎng)量為1.96×109m3.這與許多在相近尺度上的研究結(jié)果數(shù)量級(jí)一致[26-27]，肖軍倉(cāng)等[26]采用水量平衡法估算2015年河南省水源涵養(yǎng)量，其結(jié)果為7.64×109m3.胡利利等[27]通過InVEST模型評(píng)估出貴陽市在2014年水源涵養(yǎng)量為2.875×109m3.

本文的研究結(jié)果顯示，降雨量的高低及空間分布對(duì)水源涵養(yǎng)量影響很大，這也與以往的研究相符[24,28].趙亞茹等[24]發(fā)現(xiàn)降水量與產(chǎn)水量呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)關(guān)系.曾莉等[28]通過研究表明，降雨量是控制水源涵養(yǎng)服務(wù)關(guān)鍵子集.此外，張堡宸等[29]研究表明降雨量、高程及坡向是影響吉林省柳河縣水源涵養(yǎng)量的主要變量，而從本文的結(jié)果圖來看，水源涵養(yǎng)量分布的高低沒有呈現(xiàn)隨高程及坡向變化而變化的特征，其原因可能為柳河縣地處吉林省，大陸性季風(fēng)氣候，降雨及溫度差異大，氣溫、光照和水熱的分配易受高程及坡向的影響，從而對(duì)植被的生長(zhǎng)起到不可忽視的調(diào)控作用，因此海拔高的地方和陰坡的植被較為貧瘠[30].而黃山市氣候條件佳、水系發(fā)達(dá)，屬降水豐沛區(qū)，空氣濕度大，海拔及坡向?qū)τ贜DVI的解釋力度低[31].因此，植被的生長(zhǎng)狀況與海拔及坡向的分布無明顯相對(duì)應(yīng)的關(guān)系.

需要指出的是，本文水源涵養(yǎng)量計(jì)算模型中的產(chǎn)流降雨量占降雨總量比例(k值)和森林生態(tài)系統(tǒng)降雨徑流率(Rg)這兩個(gè)參數(shù)均采用其他學(xué)者的經(jīng)驗(yàn)取值，由于研究區(qū)域的不同，包括氣候的差異、地形的復(fù)雜性、生態(tài)系統(tǒng)的多樣化等，未來需要針對(duì)研究區(qū)對(duì)參數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的修正；另外，本文所用降水貯存量法模型較為簡(jiǎn)單，之后的研究應(yīng)當(dāng)探索加入更多水源涵養(yǎng)量影響因子，包括蒸散量、地形指數(shù)等.

4 結(jié)論

1) 從空間分布特征來看，徽州區(qū)城區(qū)、歙縣城區(qū)、祁門縣城區(qū)、黟縣城區(qū)，水源涵養(yǎng)量較低，黃山景區(qū)植被茂密，降雨充沛，其水源涵養(yǎng)量較高.從時(shí)間尺度來看，黃山市水源涵養(yǎng)量在2015年最高，2011年最低；10 a間黃山市水源涵養(yǎng)量呈現(xiàn)增加的狀態(tài)，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量穩(wěn)中趨好.

2) 10 a間，黃山市平均水源涵養(yǎng)量為1.96×109m3；4個(gè)季度中，夏季的水源涵養(yǎng)量最高，冬季最低.在對(duì)研究區(qū)水源涵養(yǎng)量進(jìn)行時(shí)空分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了水源涵養(yǎng)服務(wù)功能重要性分級(jí)，得出：黃山市全境內(nèi)大部分地區(qū)單位面積水源涵養(yǎng)量均在60 mm以上，占比88.9%～92.32%，是安徽省重要的水源涵養(yǎng)功能區(qū).

3) 通過對(duì)比地表徑流量時(shí)間序列的波動(dòng)，本文評(píng)價(jià)了反演結(jié)果時(shí)間序列上變化的準(zhǔn)確性.結(jié)果顯示，本文反演的水源涵養(yǎng)量在10 a間的變化是較為可信的.