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第47卷第6期千早区地理Vol.47No.6

2024年6月ARIDLANDGEOGRAPHYJun.2024

doi:10.12118/j.issn.1000-6060.2023.346

山西黄河流域水生态系统服务时空分析

侯晋星²，潘换换2，杜自强12，武志涛12，张红12

（1.山西大学黄土高原研究所，山西太原030006；2.山西亚高山草地生态系统教育部野外科学观测研究站，

山西忻州036707)

摘要：生态系统服务是支撑经济社会发展和人类生存条件的要素，其中水生态系统服务对于维持

人类生产生活以及生态环境等都具有重要意义。然而，目前对流域水生态服务研究相对薄弱。基

于InVEST(Integratedvaluationofecosystemservicesandtradeoffs)模型量化了山西黄河流域2000—

2020年的产水量、水源涵养和水质净化服务的时空分布格局。探讨了气候条件和土地利用与产水

量、水源涵养和水质净化服务之间的关系。结果表明：（1）近20a，流域的产水量出现了波动上升

的变化，且高峰值的出现在2020年，达152.37mm。在空间上产水量分布差异明显，高值区范围扩

大，低值区范围缩小。土地利用和气候变化共同影响山西黄河流域产水服务时空变化。气候变化

对流域产水服务的贡献率远大于土地利用变化。（2）近20a，流域水源涵养量与产水量变化趋势基

本一致，整体呈波动上升趋势。高峰值的出现在2020年，达100.32mm。空间上，林地水源涵养量

增加最多，其次为草地，降水量大且蒸散相对较小的地区水源涵养能力显著高于其他地区。相比

土地利用，气候因素对水源涵养量的影响更大。（3）在水质净化方面，同时期流域N、P输出量呈现

逐年递减的态势，在2020年N、P输出量均达到最低值，分别为0.4739kg·hm²和0.0366kghm。

空间上，山区和丘陵地区的N、P输出量显著低于平原和盆地。人类农业活动特别是对农业用地中

化肥的广泛投入是造成水环境污染的主要原因，同时伴随城市化发展的不透水地面的扩张也会对

研究区水质净化造成一定的影响。研究结果可为山西黄河流域水生态系统保护及生态补偿与流

域科学管理提供参考。

关键词：生态系统服务；产水量；水源涵养；水质净化；黄河流域

文章编号：1000-6060(2024)06-1047-14(1047~1060)

生态系统服务是指生态系统为维持人类生存开展产水服务、水源涵养服务和水质净化服务评

和发展提供的各种惠益，是生态系统对人类的贡估，分析其时空变化及其变化趋势，已逐渐成为生

态水文学等领域的热点问题[5]。

献,对人类生存和生态系统发展非常重要[-2]。生态

系统中与水文过程亲密相关的生态系统服务称之近年来，人们逐渐认识到与水生态系统服务的

为水生态系统服务，反映了生态系统处理和调节水重要性,并对此展开了大量研究,相关研究主要集中

的能力，例如产水量、土壤保持、水质净化、粮食供于区域的产水量[6-7]、水源涵养[8-9]、水质净化[10]、土壤

应和调节洪水，可以为人类社会的水资源和环境安保持[]、权衡与协同相互关系[12-13]、水生态足迹[14]等

全提供保障[3]。水量供给、水源涵养和水质净化是水方面。相比而言，目前的研究在气候条件和土地利

生态系统服务的重要组成部分，反映了一个地区在用变化对水生态系统服务相对影响作用的量化仍

资源背景条件下能够为人类提供的水量和水质(4]。显不足，且已有研究针对山西黄河流域的水源涵养

收稿日期：2023-07-08；修订日期：2023-10-07

基金项目：国家重点研发计划（2023YFF1305102）；国家自然科学基金（U1810101）；黄