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生态系统服务功能是人类赖以生存的基本条件，对生态系统服务功能进行评估是实现生态系统科学管理和自然与社会经济可持续发展的的重要基础。本文以典型北方山区小流域、2022年冬奥会主要举行场地河北省张家口市崇礼区所在的中尺度流域-清水河流域为研究对象，结合InVEST模型和土壤通用流失方程(ULSE)定量评估流域2005、2010、2015年三期数据的水源涵养功能和土壤保持功能，并利用遥感技术软件将水力侵蚀和风力侵蚀进行空间叠加分析，初步探讨研究区水源涵养和土壤保持功能的分布规律和变化特征并结合参与计算的指标因素分析影响水源涵养和土壤保持功能的主要因素，在此基础上对水源涵养和土壤保持功能进行功能分区，利用公式将所得数据标准化处理再进行空间叠加，本文研究以2015年的土地利用类型数据为例，得到研究区域生态系统服务功能空间分布。结果表明：
(1)区域水源涵养功能
年均降雨量呈增加趋势，主要分布规律是由东向西南递减，蒸散量在研究时期内呈缓慢下降趋势，主要分布规律是从西南向东北递减。水源涵养量主要呈上升趋势，2005~2015年研究区三期水源供给量分别为110.93×106m3、192.83×106m3、172.92×106m3，十年间水源涵养量增加了62.05×106m3，增幅达55.94%。其中，草地的水源涵养能力最强，以2015年为例，高、中、低覆盖度草地的平均水源涵养深度均大于100mm；灌木林地和有林地两种土地利用类型的平均水源涵养深度相差不大，分别为57.15mm、53.73mm，水源涵养能力均低于草地；此外城镇用地、农村用地、建设用地和旱地的平均水源涵深度分别为：10.72mm、41.67mm、15.36mm、24.31mm，总体上，城乡建设用地平均水源涵养能力低于旱地；水域的水源涵养能力最弱，其中河渠的平均水源涵养能力低至5.96mm。
(2)区域土壤保持功能
研究区水力侵蚀总量共增长了8.49t/(hm2·a)，侵蚀总面积减少了71.21km2，土壤侵蚀强度主要以微度侵蚀为主，主要分布在有林地和灌木林地等植被覆盖度大且地势平缓地区，侵蚀强度大的地区主要分布在山地旱地和沟谷地势高差大且土壤松散等地区。
研究区风力侵蚀总量小于水力侵蚀量，研究时期内土壤风力侵蚀面积减少了88.43km2，研究区内土壤风蚀主要分布在西沟河流流域范围内，主要土地利用类型是植被覆盖少，地表裸露且以砂土和粉砂土为主的旱地，分布规律由西北地区向东南地区扩散。在流域南部地区存在小面积的城镇用地、农村居民点用地和工交建设用地未受到土壤风力侵蚀。
从三期研究区域总侵蚀数据结果看，2005、2010、2015的土壤总侵蚀量分别是1314.22×103t、2169.78×103t、1984.80×103t，在10a间土壤侵蚀量增加了670.58×103t。从研究区域不同土地利用类型在2005~2015年的平均土壤侵蚀模数来看，草地和旱地的平均土壤侵蚀模数呈上涨趋势，其中旱地的土壤侵蚀模数上升最多，共增加了3.95t/(hm2·a)；有林地和灌木林地平均土壤侵蚀模数呈连续增长趋势，在2010~2015年间增长速度最快，2015年有林地和灌木林地的平均侵蚀模数分别为4.07t/(hm2·a)、4.11t/(hm2·a)；城镇用地和水域的平均侵蚀模数在缓慢下降，但这两种土地利用类型侵蚀模数在最高年份时在10种土地利用类型中也处于低水平，在2005年其土壤平均侵蚀模数分别为0.37t/(hm2·a)、0.77t/(hm2·a)。土壤总侵蚀强度排序依次为微度侵蚀>轻度侵蚀>中度侵蚀>强度侵蚀>极强度侵蚀>剧烈侵蚀，流域内主要以微度侵蚀和轻度侵蚀为主。三期数据结果显示土壤侵蚀强度的空间分布规律基本一致，强度侵蚀和极强度侵蚀主要分布在流域西南、三条河流中部地区，主要土地利用类型是旱地和高覆盖度草地，南部主要人口聚集区和东部大部分地区以土壤微度侵蚀和轻度侵蚀为主。2005~2010年，清水河流域中三条河流间隔区域土壤轻度侵蚀和中度侵蚀范围扩大，南部地区轻度侵蚀面积减少，微度侵蚀面积增加；2010~2015年，轻度侵蚀区域面积有所减少，南部地区土壤侵度侵蚀范围继续减少。对比2005年和2015年土壤侵蚀图可以看出，微度侵蚀的总面积比例下降，东部、西部以及西沟流域附近土壤轻度侵蚀范围减少，中度侵蚀范围增加，土壤侵蚀范围更加分散。
(3)区域生态系统服务功能优化建议
清水河流域生态系统服务功能综合评估数据结果显示，流域内西北地区及三条河流中上游地区水源涵养和土壤保持功能较弱，针对该地区建议修复植被，在缓坡地区进行坡改梯，在陡坡地区进行退耕还林，分层种植植被，并对地区河流进行固坝封沟，整修河堤；中部和东南地区主要以中水源涵养-中、低土壤保持功能及高水源涵养-中、低土壤保持功能为主，地区水源涵养功能整体较强，因此主要提高地区土壤保持功能，具体措施包括退耕还林，增加沟谷坡面的植被覆盖，封山育林，加大生态修复功能力度，发挥林草结合优势；流域内东沟河流和东南地区主要是中、低水源涵养-高水土保持功能区，地区以林地、高覆盖度草地和灌木林地为主，地区着重提高水源涵养服务功能，加强植被群落稳定和科学配置生态工程措施，保护天然林，加强水源涵养林建设，合理进行乔灌草地区配置，充分发挥森林植被生态调节功能；西南主要人口聚居区采取与城市功能分区相配套的水土保持综合措施，以预防为主，治理为辅，充分保护和合理利用城市水土资源，推动城市绿化建设，增强城市降水下渗，改善排水系统，促进城市生态系统协调持续发展。
(1)区域水源涵养功能
年均降雨量呈增加趋势，主要分布规律是由东向西南递减，蒸散量在研究时期内呈缓慢下降趋势，主要分布规律是从西南向东北递减。水源涵养量主要呈上升趋势，2005~2015年研究区三期水源供给量分别为110.93×106m3、192.83×106m3、172.92×106m3，十年间水源涵养量增加了62.05×106m3，增幅达55.94%。其中，草地的水源涵养能力最强，以2015年为例，高、中、低覆盖度草地的平均水源涵养深度均大于100mm；灌木林地和有林地两种土地利用类型的平均水源涵养深度相差不大，分别为57.15mm、53.73mm，水源涵养能力均低于草地；此外城镇用地、农村用地、建设用地和旱地的平均水源涵深度分别为：10.72mm、41.67mm、15.36mm、24.31mm，总体上，城乡建设用地平均水源涵养能力低于旱地；水域的水源涵养能力最弱，其中河渠的平均水源涵养能力低至5.96mm。
(2)区域土壤保持功能
研究区水力侵蚀总量共增长了8.49t/(hm2·a)，侵蚀总面积减少了71.21km2，土壤侵蚀强度主要以微度侵蚀为主，主要分布在有林地和灌木林地等植被覆盖度大且地势平缓地区，侵蚀强度大的地区主要分布在山地旱地和沟谷地势高差大且土壤松散等地区。
研究区风力侵蚀总量小于水力侵蚀量，研究时期内土壤风力侵蚀面积减少了88.43km2，研究区内土壤风蚀主要分布在西沟河流流域范围内，主要土地利用类型是植被覆盖少，地表裸露且以砂土和粉砂土为主的旱地，分布规律由西北地区向东南地区扩散。在流域南部地区存在小面积的城镇用地、农村居民点用地和工交建设用地未受到土壤风力侵蚀。
从三期研究区域总侵蚀数据结果看，2005、2010、2015的土壤总侵蚀量分别是1314.22×103t、2169.78×103t、1984.80×103t，在10a间土壤侵蚀量增加了670.58×103t。从研究区域不同土地利用类型在2005~2015年的平均土壤侵蚀模数来看，草地和旱地的平均土壤侵蚀模数呈上涨趋势，其中旱地的土壤侵蚀模数上升最多，共增加了3.95t/(hm2·a)；有林地和灌木林地平均土壤侵蚀模数呈连续增长趋势，在2010~2015年间增长速度最快，2015年有林地和灌木林地的平均侵蚀模数分别为4.07t/(hm2·a)、4.11t/(hm2·a)；城镇用地和水域的平均侵蚀模数在缓慢下降，但这两种土地利用类型侵蚀模数在最高年份时在10种土地利用类型中也处于低水平，在2005年其土壤平均侵蚀模数分别为0.37t/(hm2·a)、0.77t/(hm2·a)。土壤总侵蚀强度排序依次为微度侵蚀>轻度侵蚀>中度侵蚀>强度侵蚀>极强度侵蚀>剧烈侵蚀，流域内主要以微度侵蚀和轻度侵蚀为主。三期数据结果显示土壤侵蚀强度的空间分布规律基本一致，强度侵蚀和极强度侵蚀主要分布在流域西南、三条河流中部地区，主要土地利用类型是旱地和高覆盖度草地，南部主要人口聚集区和东部大部分地区以土壤微度侵蚀和轻度侵蚀为主。2005~2010年，清水河流域中三条河流间隔区域土壤轻度侵蚀和中度侵蚀范围扩大，南部地区轻度侵蚀面积减少，微度侵蚀面积增加；2010~2015年，轻度侵蚀区域面积有所减少，南部地区土壤侵度侵蚀范围继续减少。对比2005年和2015年土壤侵蚀图可以看出，微度侵蚀的总面积比例下降，东部、西部以及西沟流域附近土壤轻度侵蚀范围减少，中度侵蚀范围增加，土壤侵蚀范围更加分散。
(3)区域生态系统服务功能优化建议
清水河流域生态系统服务功能综合评估数据结果显示，流域内西北地区及三条河流中上游地区水源涵养和土壤保持功能较弱，针对该地区建议修复植被，在缓坡地区进行坡改梯，在陡坡地区进行退耕还林，分层种植植被，并对地区河流进行固坝封沟，整修河堤；中部和东南地区主要以中水源涵养-中、低土壤保持功能及高水源涵养-中、低土壤保持功能为主，地区水源涵养功能整体较强，因此主要提高地区土壤保持功能，具体措施包括退耕还林，增加沟谷坡面的植被覆盖，封山育林，加大生态修复功能力度，发挥林草结合优势；流域内东沟河流和东南地区主要是中、低水源涵养-高水土保持功能区，地区以林地、高覆盖度草地和灌木林地为主，地区着重提高水源涵养服务功能，加强植被群落稳定和科学配置生态工程措施，保护天然林，加强水源涵养林建设，合理进行乔灌草地区配置，充分发挥森林植被生态调节功能；西南主要人口聚居区采取与城市功能分区相配套的水土保持综合措施，以预防为主，治理为辅，充分保护和合理利用城市水土资源，推动城市绿化建设，增强城市降水下渗，改善排水系统，促进城市生态系统协调持续发展。