水源区防护林提供涵养水源、固碳释氧、固土保肥等生态系统服务,在增进人类福祉方面发挥着关键支撑作用。研究水源区防护林生态系统服务价值,定量测度公众支付意愿,分析公众防护林保护认知、态度和行为,对于生态保护公共政策优化具有重要的理论和现实意义。然而,在制定和实施生态补偿政策过程中,常常忽视不同地区居民生态系统服务支付意愿的差异,造成生态补偿政策一刀切、财政来源不足、补偿水平低等问题,难以真正有效保护水源区防护林。本文采用选择实验法,以南水北调中线工程水源区防护林为研究对象,首先分析受水区居民对水源区防护林生态补偿的支付意愿及其影响因素;其次结合水源区防护林生态系统服务功能,选取森林覆盖率、人均用水量、水质达标率等属性设计选择实验调查问卷,运用混合Logit模型对其进行货币化评价,定量评估南水北调中线工程水源区防护林的支付意愿及其补偿剩余价值,并结合潜在类别模型证实并解释南水北调中线工程沿线居民的偏好异质性。研究结果表明,居民的社会经济特征、认知程度和态度特征是影响其支付意愿的重要因素。受访者年龄与支付意愿呈负相关影响,年龄越小,居民的支付意愿就越强烈;受教育程度、认知程度和态度特征都与支付意愿呈正相关,即居民受教育程度和认知程度越高,认为生态保护越重要,对相关政策越满意,居民的支付意愿就越强烈。此外,水源区防护林生态系统服务的价值从高到低依次是径流调节程度、生物多样性、水土流失强度、水质达标率、人均用水量和森林覆盖率。潜在类别模型中受访者可分为价格敏感型、水质偏好型和用水导向型3个类别,不同类型的居民对水源区防护林支付意愿存在不同偏好。最后,南水北调中线工程沿线受水区居民为保护和改善水源区防护林的平均支付意愿为156.4元/年,结合2021年南水北调中线工程受益总人口,南水北调中线工程水源区防护林生态系统服务全价值总额为每年10.45亿元。在此基础上,本文对水源区防护林生态补偿政策优化提出以下建议,发挥政府引导作用,提高居民认知程度;加强水源区防护林生态系统保护;基于居民支付意愿制定合理的水源区防护林生态补偿标准。