江西省赣州市土壤保持和水源涵养时空特征及保护空缺.pdf

第4 3卷第4期2 0 2 3年8月水土保持通报B u l l e t i no fS o i l a n dW a t e rC o n s e r v a t i o nV o l.4 3,N o.4A u g.,2 0 2 3 收稿日期:2 0 2 2-0 9-2 3 修回日期:2 0 2 2-1 1-2 4 资助项目:国家自然科学基金项目“赣粤闽地区丹霞地貌形成与演化过程中岩相控制作用研究”(4 1 7 7 2 1 9 7)第一作者:周俊鑫(1 9 9 8),男(汉族),江西省宜黄县人,硕士研究生,研究方向为自然保护地与可持续发展。E m a i l:2 4 1 2 1 2 1 5 8 4q q.c o m。通讯作者:黄志强(1 9 7 5),男(汉族),江西省宜黄县人,高级工程师,主要从事自然保护地与生态环境研究。E m a i l:1 8 7 7 1 5 5 6q q.c o m。江西省赣州市土壤保持和水源涵养时空特征及保护空缺周俊鑫1,2,蔡梅芳1,2,郭福生1,黄志强1,2,翟健程1,2(1.东华理工大学 地球科学学院,江西 南昌3 3 0 0 1 3;2.东华理工大学 自然保护地规划研究院,江西 南昌3 3 0 0 1 3)摘 要:目的明晰土壤保持、水源涵养时空格局并标识保护空缺区域,为地区发展规划和生态保护提供科学指导。方法以江西省赣州市为研究区,综合R U S L E模型、I n V E S T模型等生态评价方法和热点分析、叠加分析等分析工具,结合保护空缺理论,分析2 0 0 02 0 2 0年土壤保持和水源涵养时空演化特征,对比现有保护区域,标识潜在优先保护区。结果赣州市土壤保持服务空间分布特征总体表现为四周高中心低,极重要区集中分布在四周的罗霄山脉、九连山脉、武夷山脉和庾山山脉,多年平均土壤保持总量为8.4 61 08t。水源涵养功能空间特征也表现为周高中低,极重要区集中分布在梅江流域、平江流域、贝岭水流域、犹江流域和桃江流域的上游及绵江流域和湘水流域东侧的武夷山脉,多年平均水源涵养深度为2 1 3.4 8mm。赣州市土壤保持和水源涵养功能显著的区域在空间上具有较强的关联性,对比现有自然保护地后标识保护空缺面积61 5 5.5 4h m2,保护空缺区有几处较为明显且周边无保护地的集中分布区,分别位于兴国县北部、石城县东北部、瑞金市西北部和东南部、全南县中部、安远县东南部和寻乌县西部。结论气候因素、土地利用变化、地形地貌条件是影响赣州市土壤保持和水源涵养功能时空分异的重要因素,针对保护空缺区域和功能退化区域,应采取生态保护和修复策略。关键词:土壤保持;水源涵养;时空特征;保护空缺;江西省赣州市文献标识码:A 文章编号:1 0 0 0-2 8 8 X(2 0 2 3)0 4-0 4 1 3-0 8 中图分类号:S 1 5 7文献参数:周俊鑫,蔡梅芳,郭福生,等.江西省赣州市土壤保持和水源涵养时空特征及保护空缺J.水土保持通报,2 0 2 3,4 3(4):4 1 3-4 2 0.D O I:1 0.1 3 9 6 1/j.c n k i.s t b c t b.2 0 2 3.0 4.0 4 7;Z h o uJ u n x i n,C a iM e i f a n g,G u oF u s h e n g,e t a l.S p a t i o t e m p o r a l c h a r a c t e r i s t i c so f s o i l c o n s e r v a t i o na n dp r o t e c t i o nv a c a n c i e sa tG a n z h o uC i t yo f J i a n g x iP r o v i n c eJ.B u l l e t i no fS o i l a n dW a t e rC o n s e r v a t i o n,2 0 2 3,4 3(4):4 1 3-4 2 0.S p a t i o t e m p o r a lC h a r a c t e r i s t i c so fS o i lC o n s e r v a t i o na n dP r o t e c t i o nV a c a n c i e sa tG a n z h o uC i t yo f J i a n g x iP r o v i n c eZ h o uJ u n x i n1,2,C a iM e i f a n g1,2,G u oF u s h e n g1,H u a n gZ h i q i a n g1,2,Z h a i J i a n c h e n g1,2(1.S c h o o l o fE a r t hS c i e n c e s,E a s tC h i n aU n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y,N a n c h a n g,J i a n g x i,3 3 0 0 1 3,C h i n a;2.P l a n n i n ga n dR e s e a r c hI n s t i t u t e o fN a t u r eR e s e r v e s,E a s tC h i n aU n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y,N a n c h a n g,J i a n g x i,3 3 0 0 1 3,C h i n a)A b s t r a c t:O b j e c t i v eT h e s p a t i o t e m p o r a l p a t t e r no f s o i l c o n s e r v a t i o nw a s s t u d i e da n d t h ep r o t e c t i o nv a c a n c ya r e a sw e r ei d e n t i f i e di n o r d e rt o p r o v i d er e f e r e n c e sf o rr e g i o n a ld e v e l o p m e n tp l a n n i n ga n de c o l o g i c a lp r o t e c t i o n.M e t h o d sT h es t u d yw a sc o n d u c t e dw i t hd a t af r o m G a n z h o uC i t yo f J i a n g x iP r o v i n c e.W eu s e dt h e i n t e g r a t e dRU S L Em o d e l,t h eI n V E S T m o d e l,o t h e re c o l o g i c a le v a l u a t i o nm e t h o d s,h o ts p o ta n a l y s i s,o v e r l a ya n a l y s i s,a n do t h e ra n a l y s i s t o o l sc o m b i n e dw i t hp r o t e c t i o nv a c a n c yt h e o r yt oa n a l y z e t h es p a c e-t i m ee v o l u t i o nc h a r a c t e r i s t i c so fs o i la n d w a t e rc o n s e r v a t i o nf r o m 2 0 0 0t o2 0 2 0.W ec o m p a r e dt h ee x i s t i n gp r o t e c t i o na r e a s,a n di d e n t i f i e dp o t e n t i a lp r i o r i t yp r o t e c t i o na r e a s.R e s u l t s T h es p a t i a ld i s t r i b u t i o no fs o i l c o n s e r v a t i o ns e r v i c e s i nG a n z h o uC i t yg e n e r a l l ys h o w e dh i g h e r i n t h e s u r r o u n d i n ga r e a s,a n d l o w e r i n t h em i d d l ea r e a,T h em o s ti m p o r t a n ta r e a sw e r ec o n c e n t r a t e di nt h eL u o x i a o M o u n t a i n s,J i u l i a n M o u n t a i n s,Wu y iM o u n t a i n s,a n dY u s h a n M o u n t a i n s,w i t ha na v e r a g ea n n u a lt o t a ls o i lc o n s e r v a t i o no f8.4 61 08t.T h e s p a t i a l c h a r a c t e r i s t i c s o f t h ew a t e r c o n s e r v a t i o n f u n c t i o nw e r e a l s og e n e r a l l yc h a r a c t e r i z e db yh i g h e r i ns u r r o u n d i n ga r e a s,a n dl o w e ri n m i d d l ea r e a.T h e m o s ti m p o r t a n ta r e a sw e r ec o n c e n t r a t e di nt h eu p p e rr e a c h e so f M e i j i a n gR i v e rb a s i n,P i n g j i a n gR i v e rb a s i n,B e i l i n g R i v e rb a s i n,Y o u j i a n gR i v e rb a s i n,a n dT a o j i a n gR i v e rb a s i n,a sw e l la sWu y iM o u n t a i n st ot h ee a s to fM i a n j i a n gR i v e rb a s i na n dX i a n g s h u iR i v e rB a s i n.T h ew a t e r c o n s e r v a t i o nd e p t ha v e r a g e do v e rm a n yy e a r sw a s 2 1 3.4 8mm.T h e a r e a sw i t hs i g n i f i c a n ts o i l a n dw a t e rc o n s e r v a t i o nf u n c t i o n si nG a n z h o uC i t yh a ds t r o n gs p a t i a lc o r r e l a t i o n s.C o m p a r e dw i t ht h ee x i s t i n gn a t u r a l r e s e r v e s,t h ep r o t e c t i o nv a c a n c ya r e aw a s61 5 5.5 4h m2.T h e r ew e r es e v e r a lo b v i o u sa r e a sw i t hn op r o t e c t i o na r o u n d t h e mt h a tw e r e l o c a t e d i nt h en o r t ho fX i n g g u oC o u n t y,t h en o r t h e a s t o fS h i c h e n gC o u n t y,t h en o r t h w e s ta n ds o u t h e a s to fR u i j i nC i t y,a n dt h em i d d l eo fQ u a n n a nC o u n t y,t h es o u t h e a s to fA n y u a nC o u n t y,a n dt h ew e s to fX u n w uC o u n t y.C o n c l u s i o nC l i m a t ef a c t o r s,l a n du s ec h a n g e s,a n dt o p o g r a p h i ca n dg e o m o r p h i c c o n d i t i o n sw e r e i m p o r t a n t f a c t o r s a f f e c t i n g t h e s p a t i a l a n dt e m p o r a l d i f f e r e n t i a t i o no fs o i l a n dw a t e r c o n s e r v a t i o n f u n c t i o n s i nG a n z h o uC i t y.E c o l o g i c a l p r o t e c t i o na n dr e s t o r a t i o ns t r a t e g i e s s h o u l db ea d o p t e df o r t h ep r o t e c t i o no fv a c a n t a r e a sa n df u n c t i o n a l l yd e g r a d e da r e a s.K e y w o r d s:s o i l c o n s e r v a t i o n;w a t e rc o n s e r v a t i o n;s p a t i o t e m p o r a lp a t t e r n;p r o t e c t i o nv a c a n c i e s;G a n z h o uC i t y,J i a n g x iP r o v i n c e 生态系统服务是指生态系统直接和间接给予人类的所有惠益1-2。社会经济的快速发展使得生态系统愈加退化3-4,生态系统服务成为了生态系统综合评估的热点和核心内容5-6。以自然保护地为核心,重点生态功能区、生物多样性保护优先区为重要补充的保护体系对生态文明建设具有重要作用7-9,明晰生态系统服务时空格局和权衡协同关系有利于保护区域划定和功能区定位1 0-1 3。近年来高空间分辨率数据集和数学模型被广泛应用1 4,生态系统服务价值的时空分异特征也备受关注1 5,但国内研究起步较晚,2 0世纪末傅伯杰等提出了中国生态区划方案,为 全国生态功能区划 的发布奠定了坚实基础1 6-1 7,不同学者也对土壤保持和水源涵养服务时空特征开展了相关研究,通用土壤流失方程和基于水量平衡原理I n V E S T模型W a t e rY e i l d模块因功能相对全面而被广泛应用。王彭涛等利用通用水土流失方程评估了汉江上游的水土保持时空格局1 8。包玉斌等利用I n V E S T模型定量评估了黄土高原的水源涵养时空特征1 9。然而,目前通过分析生态系统服务时空演化特征和权衡协同关系进行保护空缺分析的研究较少。江西省是首批国家生态文明试验区,肩负探索生态文明建设典型经验和成熟模式的重任,是中国南方地区重要的生态安全屏障,而赣州市更是长江二级支流赣江流域的上游,生态区位十分重要,研究其生态系统功能时空格局和保护空缺,有利于区域发展规划和构建生态安全格局,对提升人类福祉具有重要意义。因此,本文以赣江流域上游赣州市为例,综合RU S L E模型、I n V E S T模型等生态评价方法和热点分析、叠加分析等分析工具,结合保护空缺理论,以2 0 0 02 0 2 0年土壤保持和水源涵养服务为例,对比现有的保护体系,标识潜在优先保护区,以期为健全保护体系提供科学依据,并丰富自然保护空缺领域的研究内容。1 研究区概况赣州市位于中国东南部、江西省南部、赣江上游,地处2 4 2 9 2 7 0 9 N,1 1 3 5 4 1 1 6 3 8 E之间,总面积约3.9 41 04k m2,辖管1 8个县级政区,总人口9 2 8.1 0万人,是江西省最大的行政区。赣州地势总体周高中低,南高北低,有武夷山、雩山、九连山等山脉环绕,西部多中、低山构造剥蚀地貌,中部多丘陵河谷侵蚀堆积地貌,东北部多低山、丘陵构造剥蚀地貌。赣州市河流纵横,水系呈辐辏状向章贡区汇集,全市大部属于赣江上游区,赣南山区是赣江的发源地,也是东江的源头。区内千余条支流汇成上犹江、章水、梅江、琴江、绵江、湘江、濂江、平江、桃江9条较大支流。赣州市属亚热带丘陵山区湿润季风气候,年均降水量15 8 0.8 6mm。2 数据来源与研究方法2.1 数据来源与处理研究数据主要包括通用土壤流失方程(R U S L E)、I n V E S T模型中产水量模块和水源涵养修正方程所需的卫星数据、土地利用数据、气象数据、土壤数据及相关辅助数据。2 0 0 0,2 0 1 0和2 0 2 0年3 0m土地利用数据、基础地理信息数据来源于中国科学院资源环境科学数据中心(h t t p s:www.r e s d c.c n)。3 0m数414 水土保持通报 第4 3卷字高程 模 型 数 据(D EM)来 源 于 地 理 空 间 数 据 云(h t t p:www.g s c l o u d.c n)。N D V I数据、L A I数据分别来源于NA S A(h t t p s:l a d s w e b.m o d a p s.e o s d i s.n a s a.g o v)的MO D I S1 3 Q 1产品(1 6d时间分辨率、2 5 0m空间分辨率)和MC D 1 5 A 2 H产品(8d时间分辨率,5 0 0m空间分辨率),通过MR T软件(MO D I SR e p r o j e c t i o nT o o l s)批处理,采用最大合成法形成各年份数据集。2 0 0 0,2 0 1 0和2 0 2 0年1k m逐月降水量、潜在蒸发量数据来源于国家青藏高原科学数据中心(h t t p:d a t a.t p d c.a c.c n)。土深、含砂量等1k m土壤 理 化 性 质 数 据 来 源 于 世 界 地 理 数 据 库(HWS D)。流域数据来源于国家地球系统科学数据中心(h t t p:www.g e o d a t a.c n)。自然保护地数据来源于江西省林业局。通过A r c G I S1 0.6软件统一所有空间数据分辨率为3 0 m3 0 m,投影坐标系为WG S_1 9 8 4_UTM_Z o n e_5 0 N。2.2 研究方法2.2.1 修正通用土壤流失方程 本文采用修正通用土壤流失方程(RU S L E)计算研究区土壤保持情况,计算公式为:A=RKLS(1-CP)(1)R=1 2i=1(-1.5 5 27+0.1 7 92Qi)(2)K=0.2+0.3 e x p-0.0 2 56Sa 1-Si1 0 0SiCl+Si0.3 1-0.2 5CC+e x p(3.7 2-2.9 5C)1-0.7SpSp+e x p(-5.5 1+2 2.9Sa)(3)S=1 0.8 s i n+0.0 3(5)1 6.8 s i n-0.5 (5 1 0)2 1.9 s i n-0.9 6(1 0)(4)C=1(Vf=0)0.6 5 08-0.3 4 36 l gVf(00)(5)Vf=(N D V I-N D V Is o i l)/(N D V Iv e g-N D V Is o i l)(6)式中:A为年平均土壤保持量;R为采用月降雨模型计算的降雨侵蚀力;K为土壤可蚀性因子;L为坡长因子,利用地形因子计算工具基于坡长法计算;S为坡度因子;C为植被覆盖管理因子,采用像元二分模型计算;P为水土保持措施因子;Qi为第i个月降雨量;Sa为土壤中百分比砂含量;Sp为Sa除以1 0 0;Si为百分比粉粒含量;Cl为百分比黏粒含量;O C为百分比有机碳含量;Vf为植被覆盖度;N D V I为归一化植被指数;N D V Is o i l为完全是裸土或无植被覆盖区的N D V I;N D V Iv e g为完全被植被覆盖区的N D V I。2.2.2 水 源 涵 养 模 型 根 据 水 循 环 原 理,利 用I n V E S T模型中的产水量模块计算年产水量,再通过流速系数、地形指数、土壤饱和导水率对产水量进行修正,获得研究区水源涵养量,计算公式为:Rx=m i n1,2 4 9Vim i n1,0.9TI3m i n1,Ks a t3Yi(7)Yi=1-A E Tx jPxPx(8)A E Tx jPx=1+wxRx j1+wxRx j+1Rx j(9)Pa w c=5 4.5 0 9-0.1 3 2Sa-0.0 0 3S2a-0.0 5 5Si-0.0 0 6S2i-0.7 3 8Cl+0.0 0 7C2l-2.6 8 8 O C+0.5 0 1 O C2(1 0)TI=l gDmSdPs(1 1)式中:Rx为年水源涵养量(mm);Vi为流速系数:TI为地形指数;Ks a t为土壤饱和导水率(c m/d),利用N e u r o T h e t a软 件 计 算 得 到;Yi为 年 产 水 量(mm);A E Tx j为土地利用类型j上栅格单元x的年平均蒸散发量(mm);Px为栅格单元x的年平均降雨量(mm);Rx j为像元j类土地利用类型的像元x的干 燥 度 指 数,为 潜 在 蒸 发 量 与 降 水 量 的 比 值;Wx为无量纲土壤性质参数。Pa w c为植被可利用水;Dm为 集 水 区 栅 格 数 量;Sd为 土 壤 深 度(mm);Ps为百分比坡度。2.2.3 热点分析 G e t i s-O r dG*i可以用来分析赣州市土壤保持和水源涵养功能的空间集聚特征,能够清晰地可视化土壤保持和水源涵养功能强弱的时空格局。计算公式为:G*i(d)=njWi j(d)XjnjXj(1 2)式中:d为距离;Wi j(d)为以距离规则定义的空间权重;Xi,Xj分别是i和j区域的观测值;当G*i为正时,表明高值空间集聚(热点区),当G*i为负,表明低值空间集聚(冷点区)。3 结果与分析3.1 土地利用变化由表1和图1可知,2 0 0 02 0 2 0年总体上,赣州市土地利用面积表现为:林地耕地草地建设用514第4期 周俊鑫等:江西省赣州市土壤保持和水源涵养时空特征及保护空缺地水域未利用地。其中,林地以有林地为主,主要集中分布在四周边界的九连山脉、罗霄山脉、武夷山脉和中部丘陵地区,占赣州市总面积的1/2以上;灌木林地和疏林地整体呈减少趋势;其他林地则在2 0a间快速增加,这与当地发展赣南脐橙等林果经济相关。耕地中水田旱地比保持在约6.53.5,主要集中分布赣州市区周边、信丰县等地的地势较平坦区域,2 0a间总面积变化较小,退化区域主要在赣州市城区周边转为城市用地等建设用地。草地以高覆盖度草地和中覆盖度草地为主,多零散分布在各处林地边缘,2 0a间变化幅度较小。水域主要为阳明湖等、赣江等河湖,2 0a间呈缓慢减少趋势。未利用地面积较小,2 0a间变化也较小。建设用地总体呈显著增加趋势,在2 0 1 02 0 2 0年增长最快,增加部分多由位于城区边缘和城市连通线上的和林地和耕地转入。2 0a间,城镇用地、农村居民用地、其他建设用地分别增加5 0.0 3,2 8.3 6和2 6 4.2 8k m2,同比增长6 4.2 3%,1 0.4 2%和15 6 1.5 4%,表明赣州市城市扩张速度较快。表1 赣州市2 0 0 02 0 2 0年各土地利用类型面积、比例及变化T a b l e1 P r o p o r t i o na n dc h a n g e so f l a n du s e t y p e sa tG a n z h o uC i t y f r o m2 0 0 0t o2 0 2 0土地利用类型2 0 0 0年面积/k m2比例/%2 0 1 0年面积/k m2比例/%2 0 2 0年面积/k m2比例/%2 0 0 02 0 2 0年变化面积/k m2变化率/%水 田42 8 0.1 81 0.8 943 5 9.7 41 1.0 942 8 4.8 81 0.9 04.7 00.1 1旱 地25 2 9.4 46.4 325 8 4.2 66.5 725 2 7.3 66.4 3-2.0 9-0.0 8有林地2 06 0 2.9 25 2.4 02 10 5 5.2 45 3.5 52 08 7 6.7 25 3.1 02 7 3.8 01.3 3灌木林地15 7 2.6 94.0 013 5 4.4 93.4 413 4 2.8 93.4 2-2 2 9.8 0-1 4.6 1疏林地71 0 8.2 71 8.0 865 6 8.7 51 6.7 165 1 3.5 41 6.5 7-5 9 4.7 3-8.3 7其他林地2 3 5.6 00.6 03 8 4.6 40.9 83 8 1.7 20.9 71 4 6.1 26 2.0 2高覆盖度草地17 4 2.7 34.4 316 7 3.7 24.2 618 0 8.1 94.6 06 5.4 63.7 6中覆盖度草地4 4 7.9 51.1 44 4 2.1 91.1 24 3 9.9 21.1 2-8.0 3-1.7 9低覆盖度草地5 1.0 20.1 34 9.9 70.1 35 0.0 40.1 3-0.9 7-1.9 1河 渠1 8 5.2 50.4 71 8 6.5 10.4 71 8 9.6 00.4 84.3 52.3 5湖 泊1.7 20.0 01.7 30.0 01.7 00.0 0-0.0 1-0.7 9水库、坑塘1 1 0.2 80.2 81 0 8.2 70.2 81 0 9.5 00.2 8-0.7 8-0.7 1滩 地8 2.1 60.2 18 5.8 40.2 28 1.5 20.2 1-0.6 3-0.7 7城镇用地7 7.9 00.2 01 1 7.1 30.3 01 2 7.9 30.3 35 0.0 36 4.2 3农村居民点2 7 2.1 40.6 92 8 2.6 40.7 23 0 0.5 10.7 62 8.3 61 0.4 2其他建设用地1 6.9 20.0 45 9.0 30.1 52 8 1.2 10.7 22 6 4.2 815 6 1.5 4未利用地2.1 90.0 12.1 10.0 12.1 20.0 1-0.0 7-3.1 6图1 赣州市2 0 0 02 0 2 0年各土地利用类型空间分布F i g.1 S p a t i a l d i s t r i b u t i o no f v a r i o u s l a n du s e t y p e sa tG a n z h o uC i t y f r o m2 0 0 0t o2 0 2 0614 水土保持通报 第4 3卷3.2 土壤保持服务重要性分级及时空格局赣州市2 0 0 0,2 0 1 0和2 0 2 0年土壤保持总量分别为7.4 01 08t,8.7 01 08t和9.2 91 08t,2 0a间年土壤保持能力持续提升,其中2 0 0 02 0 1 0年增加了1.3 01 08t,同比增长1 7.5 7%,2 0 1 02 0 2 0年增加了0.5 91 08t,同比增长6.7 8%,总保持量变化的最主要原因是年降水量和蒸散发量等气候发生变化。为更为直观地展现赣州市土壤保持功能的时空格局和重要性分级,本文参考前人研究和 国家生态保护红线生态功能红线划定技术指南2 0,根据赣州市实际情况,采用分位数分类方法将研究区土壤保持功能按相对值从低到高依次分为5个重要性等级,即一般重要(05 0t/h m2),较重要(5 02 0 0t/h m2)、中度重要(2 0 03 5 0t/h m2)、高度重要(3 5 05 0 0t/h m2)、极重要(大于5 0 0t/h m2)。根据表2和图2可知,2 0 0 02 0 2 0年赣 州 市 土 壤 保 持 功 能 一 般 重 要、高度重要区的面积比例上下浮动较小,较重要区和中等重要区的 面积2 0a间分别 持续减少9 7 4.6 9和15 4 2.7 1k m2,比例分别持续降低了2.0 4%和3.9 4%,而极重要区的面积2 0a间持续增加22 4 0.2 9k m2,比例持续提升了5.7 5%。在空间上,2 0 0 02 0 2 0年土壤保持功能等级具有相似的分布特征,总体表现为周高中低,其中极重要区主要集中分布在西部的罗霄山脉、南部的九连山脉、东部的武夷山脉和北部的庾山山脉,一般重要区主要分布在赣州市区、信丰县、于都县等县区的城区和连通处。表2 赣州市2 0 0 02 0 2 0年各土壤保持服务等级面积及比例T a b l e2 A r e aa n dp r o p o r t i o no f s o i l c o n s e r v a t i o ns e r v i c e l e v e l sa tG a n z h o uC i t yf r o m2 0 0 0t o2 0 2 0年份一般重要面积/k m2比例/%较重要面积/k m2比例/%中等重要面积/k m2比例/%高度重要面积/k m2比例/%极重要面积/k m2比例/%2 0 0 0年1 22 1 5.7 03 1.3 576 0 1.6 01 9.5 155 5 5.4 11 4.2 636 0 5.0 49.2 599 8 8.0 82 5.6 32 0 1 0年1 18 6 2.2 83 0.4 468 1 9.9 31 7.5 053 5 6.8 91 3.7 533 3 4.3 68.5 61 15 9 2.3 62 9.7 52 0 2 0年1 22 4 8.0 03 1.4 368 0 6.9 21 7.4 740 1 2.7 01 0.3 036 6 9.8 49.4 21 22 2 8.3 63 1.3 8图2 赣州市2 0 0 02 0 2 0年土壤保持服务等级分布F i g.2 D i s t r i b u t i o no f s o i l c o n s e r v a t i o ns e r v i c eg r a d e sa tG a n z h o uC i t y f r o m2 0 0 0t o2 0 2 03.3 水源涵养服务重要性分级及时空格局赣州市2 0 0 0,2 0 1 0和2 0 2 0年水源涵养深度均值分别为2 0 4.4 9,2 5 5.5 7和1 8 0.3 9mm,2 0a间先增后减。降水是生态系统涵养水源最直接的来源,为更为直观地反映各年份水源涵养功能的实际效率,以年平均水源涵养深度和年平均降水量的比值作为对照构建水源涵养系数,值越大表示涵养功能越强。赣州市2 0 0 0,2 0 1 0和2 0 2 0年平均降水量16 1 9.3 6,18 3 3.3 4和15 3 6.2 3 mm,则水源涵养系数分别为0.1 2 63,0.1 3 94和0.1 1 74,表明2 0 1 0年水源涵养效率较高,2 0 2 0年水源涵养效率较低。同样为更为直观地展现赣州市水源功能的时空格局和重要性分级,采用分位数分类方法对研究区水源涵养功能涵养深度从低到高依次分为5个重要性等级,即一般重要(01 0 0mm),较重要(1 0 01 5 0mm)、中度重要(1 5 02 0 0mm)、高度重要(2 0 02 5 0mm)、极重要(大于2 5 0mm)。根据表3和图3可知,2 0 0 02 0 2 0年赣州市水源涵养功能一般重要区和较重要区面积持续上升,2 0a间面积分别增加7 3 7.2 1和22 1 6.0 1k m2,比例 分别提升2.0 0%和6.0 2%。中等重要区、高度重要区的面积则714第4期 周俊鑫等:江西省赣州市土壤保持和水源涵养时空特征及保护空缺表现出先减后增。极重要区的面积比例情况发生了较大变化,先由2 0 0 0年的3 1.4 8%提升到了2 0 1 0年的3 5.3 5%,原因为2 0 1 0年的年降水量显著高于另外两年,符合水源涵养系数和水量平衡原理。之后再迅速降低为2 0 2 0年的1 2.8 3%,主要原因为2 0 2 0年的年降水量低于往年,在研究区东侧的梅江流域、绵江流域、湘水流域表现最为明显,导致这些区域水源涵养深度明显降低,功能等级也由极重要转为高度重要和中等重要。另一原因则与土壤保持功能降低的原因相似,即城市附近和联通处的部分极重要区的土地覆被转变为了建设用地。在空间上,2 0 0 02 0 2 0年赣州市水源涵养功能时空格局特征同样表现为周高中低,极重要区主要分布在梅江流域和平江流域上游、桃江流域、贝岭水流域上游、绵江流域和湘水流域东侧的武夷山脉、犹江流域上游,一般重要区则集中分布在中部的城区和连通处。表3 赣州市2 0 0 02 0 2 0年各水源涵养服务等级面积及比例T a b l e3 A r e aa n dp r o p o r t i o no fw a t e r s o u r c ec o n s e r v a t i o ns e r v i c e l e v e l sa tG a n z h o uC i t yf r o m2 0 0 0t o2 0 2 0年份一般重要面积/k m2比例/%较重要面积/k m2比例/%中等重要面积/k m2比例/%高度重要面积/k m2比例/%极重要面积/k m2比例/%2 0 0 056 2 8.3 71 5.2 931 8 4.4 38.6 562 0 2.6 51 6.8 51 02 0 5.0 62 7.7 21 15 8 8.2 43 1.4 82 0 1 063 7 9.1 71 7.3 341 0 5.0 31 1.1 540 8 4.6 21 1.1 092 2 9.4 92 5.0 71 30 1 0.4 53 5.3 52 0 2 063 6 5.5 91 7.2 954 0 0.4 41 4.6 779 9 0.8 02 1.7 11 23 2 9.3 33 3.5 047 2 2.6 11 2.8 3图3 赣州市2 0 0 02 0 2 0年水源涵养服务等级分布F i g.3 D i s t r i b u t i o no fw a t e rc o n s e r v a t i o ns e r v i c eg r a d e sa tG a n z h o uC i t yf r o m2 0 0 0t o2 0 2 03.4 保护空缺分析保护空缺分析是在大空间尺度上识别生物多样性和生态系统保护的有效方法之一,是指通