气候变化和植被恢复对黄土高原水源涵养功能时空变化的影响OA北大核心CHSSCDCSTPCD

黄土高原是我国典型的气候变化敏感区和生态环境脆弱区,针对局部地区或流域尺度产水量及水源涵养量的研究大幅增加,然而定量评估气候变化和植被恢复下黄土高原整个区域水平的水源涵养功能时空变化的研究较为鲜见。以黄土高原为研究区,基于InVEST模型量化分析1982—2020年产水量及水源涵养功能的时空变化特征。结合皮尔逊相关分析和地理探测器方法,探讨了气候变化和植被恢复对水源涵养功能的影响。结果表明,1982—2020年黄土高原区水源涵养能力变化趋势稳定;1999年退耕还林工程实施后,年平均水源涵养总量相比2000年前增加了5%,且在空间上约66.7%的区域水源涵养能力有所提高,其中黄土丘陵沟壑区和黄土高原沟壑区的多年平均水源涵养能力增加显著,相较于2000年前分别提升了11.2%和18.4%。降水量的增加,潜在蒸发量的减少,均会导致水源涵养能力有所提高。植被覆盖度的增加,能够提高区域水源涵养能力。黄土高原大部分区域(约71.7%)叶面积指数(Leaf area index,LAI)与水源涵养能力呈正相关,其中黄土高原沟壑区和黄土丘陵沟壑区的相关性最强。影响水源涵养能力的因子解释程度排序为:降水量>潜在蒸发量>LAI,降水量、潜在蒸发量和LAI双因子的交互作用对水源涵养能力的影响明显强于单一因子的影响,其中气候因素间的交互作用对水源涵养能力的影响程度最大,说明气候变化是黄土高原区水源涵养能力的主要影响因素。退耕还林工程的实施,显著增强了LAI和降水量对水源涵养能力的影响。退耕还林工程实施后,黄土高原水源涵养能力的提高主要受降水量的增加影响。建议将LAI控制在合理范围,保持植被的适度恢复,提高流域生态系统的水源涵养能力。研究结果可为制定区域生态恢复政策,提高水资源可持续利用与水源涵养能力,并保护生态系统功能提供重要理论依据。