第42卷第5期2022年10月
水土保持通报
B u l l e t i no f S o i l a n d W a t e r
C o n s e r v a t i o n
V o l .42,N o .5
O c t .,2022
收稿日期:2022-02-14 修回日期:2022-03-26
资助项目：国家社会科学基金项目 大尺度生态廊道空间布局优化整合新路径研究 (20B J Y 047
) 第一作者：李鑫(1996 )，男(汉族)，山东省淄博市人，硕士研究生，研究方向为区域生态系统服务评估与生态安全㊂E m a i l :740527147@q q
.c o m ㊂ 通信作者：陈艳梅(1970 )，女(汉族)，河北省邢台市人，博士，教授，主要从事区域生态系统评估与生态安全㊁区域生态补偿㊂E m a i l
:330896729@q q
.c o m ㊂2000 2019年京津冀地区水源涵养功能
时空格局变化及其驱动因素
李鑫1，邹长新2，陈艳梅1，刘亚楠1，李涵聪1
(1.
河北师范大学地理科学学院/河北省环境变化遥感识别技术创新中心/河北省环境演变与生态建设重点实验室，河北石家庄050024;2.生态环境部南京环境科学研究所，江苏南京210042)摘 要:[目的]研究京津冀地区水源涵养功能时空格局变化及其驱动因素，为区域协同发展过程中的生态保护和建设工作提供科学支撑㊂[方法]基于研究区基础地理数据和相关参数，利用I n V E S T 模型及水源涵养公式，在A r c G I S 平台上采用一元线性回归模型㊁
变异系数和土地利用转移矩阵等空间分析法，分析2000 2019年京津冀地区水源涵养功能时空格局变化特征及主要驱动因素㊂[
结果]①京津冀地区多年平均产水量为1.87ˑ1010m
3
，产水量空间格局为东高西低㊂②京津冀地区水源涵养量空间格局呈东北 西南燕山㊁太行山较高，西北 东南坝上高原㊁河北平原较低㊂③水源涵养量年际变化较大，多年平均水源
涵养量为7.85ˑ109
m 3,2002年最低,2012年最高㊂像元尺度上,2000 2019年水源涵养功能增强区面积
大于减弱区，增强区占研究区67.49%，减弱区占研究区32.51%㊂20a 间水源涵养功能呈 中低波动为主，少数区域波动强烈 的特征，低波动㊁相对低波动区占93.96%，中等波动㊁相对高波动和高波动区占6.04%㊂④京津冀地区水源涵养功能变化主要驱动因素为降水㊁
潜在蒸散发和土地利用变化，典型区水源涵养深度与降水量呈显著正相关，与潜在蒸散发量呈显著负相关㊂在土地利用变化方面，退耕还林还草等生态工程使林地㊁草地面积提高，水源涵养能力相对增强；而工矿等建设用地扩展侵占林草㊁耕地面积，水源涵养能力相对降低㊂[结论]京津冀地区水源涵养功能时空格局变化明显，水源涵养功能主要驱动因素是气象因子与土地利用变化㊂
关键词：水源涵养功能；时空格局；驱动因素;I n V E S T 模型；京津冀地区文献标识码:A 文章编号:1000-288X (2022)05-0265-10
中图分类号:X 171.1
文献参数：李鑫，邹长新，陈艳梅，等.2000 2019年京津冀地区水源涵养功能时空格局变化及其驱动因
素[J ].水土保持通报,2022,42(5):265-274.D O I :10.13961/j
.c n k i .s t b c t b .20220525.004;L iX i n ,Z o u C h a n g x i n ,C h e nY a n m e i ,e t a l .S p a t i o -t e m p o r a l p a t t e r nc h a n g e sa n dd r i v i n g f
a c t o r so fw a t e r c o n s e r v a t i o n f u n c t i o n i nB e i j i n g -T i a n j i n -H e
b e i r e g
i o nf r o m2000t o2019[J ].B u l l e t i no fS o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o n ,2022,42(5):265-274.
S p a t i o -t e m p o r a l P a t t e r nC h a n g e s a n dD r i v i n g F
a c t o r s o fW a t e rC o n s e r v a t i o n F u n c t i o n i nB e i j i n g -T i a n j i n -H e
b e iR e g
i o n f r o m2000t o 2019L iX i n 1,Z o uC h a n g x i n 2,C h e nY a n m e i 1,L i uY a n a n 1,L iH a n c o n g
1
(1.S c h o o l o f G e o g r a p h i c a lS c i e n c e s ,H e b e iN o r m a lU n i v e r s i t y /H e b e iT e c h n o l o g y
I n n o v a t i o nC e n t e r f o rR e m o t eS e n s i n g I d e n t i f i c a t i o no f E n v i r o n m e n t a lC h a n g e /L a b o r a t o r y o f
E n v i r o n m e n t a lE v o l u t i o na n dE c o l o g i c a lC o n s t r u c t i o no f H e b e iP r o v i n c e ,S h i j i a z h u a n g ,H
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f E n v i r o n m e n t a lS c i e n c e s ,M i n i s t r y o f E c o l o
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ten years
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b e i r e g i o nw e r e a n a l y z e d i no r d e r t o p r o v i d e s
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e p r o c e s s o fr e g i o n a lc o o r d i n a t e d d e v e l o p m e n t .[M e t h o d s ]U s i n g t
h e I n V E S T m o d e l a n d aw a t e r c o n s e r v a t i o n f o r m u l aw i t hb a s i c g e o g r a p
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s u c ha su n i v a r i a t e l i n e a rr e g r e s s i o n,c o e f f i c i e n to fv a r i a t i o n,a n dl a n du s et r a n s f e r m a t r i xo nt h e A r c G I S p l a t f o r m w e r e a l s ou s e d.[R e s u l t s]①T h ea v e r a g ea n n u a lw a t e r y i e l d i nt h eB e i j i n g-T i a n j i n-H e b e i a r e aw a s1.87ˑ1010m3.T h e s p a t i a l p a t t e r no fw a t e r y i e l dw a sh i g h i n t h e e a s t a n d l o wi n t h ew e s t.②T h e s p a t i a l p a t t e r no fw a t e rc o n s e r v a t i o ni nt h eB e i j i n g-T i a n j i n-H e b e ir e g i o n w a sh i g h e ri nt h e Y a n s h a na n d T a i h a n g M o u n t a i n s(v a r y i n g f r o mn o r t h e a s t t o s o u t h w e s t),a n d l o w e r i n t h eB a s h a n g P l a t e a u a n d t h eH e b e i P l a i n(v a r y i n g f r o mn o r t h w e s t t o s o u t h e a s t).③T h e a m o u n t o fw a t e r c o n s e r v a t i o nv a r i e d g r e a t l y f r o m y e a r t o y e a r,a n d t h e a n n u a l a v e r a g e a m o u n t o fw a t e r c o n s e r v a t i o nw a s7.85ˑ109m3(l o w e s t i n2002a n dh i g h e s t i n2012).O n t h e p i x e l s c a l e,t h e a r e a o f t h e e n h a n c e d a r e a o fw a t e r c o n s e r v a t i o n f u n c t i o nw a s l a r g e r t h a n t h a t o f t h ew e a k e n e da r e a f r o m2000t o2019.T h ee n h a n c e da r e aa c c o u n t i n g f o r67.49%o f t h e s t u d y a r e a.T h e w e a k e n e d a r e a a c c o u n t e d f o r32.51%o f t h e s t u d y a r e a.I n t h e p a s t20y e a r s,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 n c o u l db ec h a r a c t e r i z e da sb e i n g m a i n l y m e d i u m a n dl o wf l u c t u a t i o n s,w i t hs t r o n g f l u c t u a t i o n si naf e w a r e a s .T h e l o wf l u c t u a t i o na n d r e l a t i v e l y l o wf l u c t u a t i o na r e a s a c c o u n t e d f o r93.96%o f t h e t o t a l a r e a,a n d t h em e d i u m
f l u c t u a t i o n,r e l a t i v e l y h i g h f l u c t u a t i o n,a n dh i g h f l u c t u a t i o n a r e a s a c c o u n t e d f o r6.04%o f t h e t o t a l a r e a.④T h em a i n d r i v i n g f a c t o r s f o r t h e c h a n g e 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 n i n t h eB e i j i n g-T i a n j i n-H e b e i r e g i o nw e r e p r e c i p i t a t i o n,p o t e n t i a l e v a p o t r a n s p i r a t i o n,a n d l a n d u s e c h a n g e s.T h e d e p t ho fw a t e r c o n s e r v a t i o n i n t y p i c a l a r e a sh a das i g n i f i c a n t p o s i t i v ec o r r e l a t i o n w i t h p r e c i p i t a t i o n,a n das i g n i f i c a n tn e g a t i v ec o r r e l a t i o n w i t h p o t e n t i a le v a p o t r a n s p i r a t i o n.W i t hr e g a r dt ol a n du s ec h a n g e s,e c o l o g i c a l p r o j e c t ss u c ha sr e t u r n i n g f a r m l a n d t of o r e s ta n d g r a s s l a n di n c r e a s e dt h ea r e ao f f o r e s t l a n da n d g r a s s l a n d,a n dr e l a t i v e l y i n c r e a s e d w a t e r c o n s e r v a t i o nc a p a c i t y.E x p a n s i o no f i n d u s t r i a l a n dm i n i n g c o n s t r u c t i o n l a n de n c r o a c h e do n t h e a r e ao f f o r e s t,g r a s s,a n d c u l t i v a t e d l a n d,a n dw a t e r c o n s e r v a t i o n c a p a c i t y h a s b e e n r e l a t i v e l y r e d u c e d.[C o n c l u s i o n] T h e t e m p o r a l a n d s p a t i a l p a t t e r n 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 nh a v en o t i c e a b l e c h a n g e d i n t h eB e i j i n g-T i a n j i n-H e b e i r e g i o n.T h em a i nd r i v i n g f a c t o r 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 na r em e t e o r o l o g i c a l f a c t o r s a n d l a n du s e c h a n g e s.
K e y w o r d s:w a t e r c o n s e r v a t i o nf u n c t i o n;s p a t i o-t e m p o r a l p a t t e r n;d r i v i n g f a c t o r;I n V E S T m o d e l;B e i j i n g-T i a n j i n-
H e b e i r e g i o n
生态系统功能一直是近年来生态学㊁地理学与生态经济学等领域研究热点[1-2]，作为生态系统最基础也最重要的服务功能之一，水源涵养功能变化及其驱动机制受到广泛关注[3-4]㊂水源涵养功能是一定时空范围内特有生态系统结构对降水进行截留㊁渗透和蓄积的能力，受多种因素的影响，具有复杂性㊁动态性㊁区域差异性和尺度变化性等特征[5-6]，深入开展区域尺度水源涵养功能时空格局研究对科学认识和有效提升区域生态系统水源涵养能力具有科学意义与实践价值㊂水源涵养功能与降水量㊁土壤含水率㊁蒸散量㊁地表径流和土地利用类型等因素密切相关[7-8]，评估水资源涵养能力目前广泛采用的方法有水量平衡法㊁蓄水能力法以及综合模型法等[9]，而综合模型法如S WA T模型[10]㊁I n V E S T模型[11]㊁S C S-C N模型[12]等，因参数选取时考虑相对全面，计算结果误差较小，应用尤为广泛㊂其中的I n V E S T模型具有功能强大㊁操作方便和应用性强等优势，能较好地反映区域
产水量以及水源涵养功能时空格局变化特征㊂如许丁雪等[13]运用I n V E S T模型估算张家口 承德地区产水量和土壤保持量，并分析了不同海拔和坡度条件下2011 2015年产水和土壤保持功能的变化㊂
京津冀地区人均水资源占有量不足300m3，远低于国际公认的极度缺水标准[14]，属 资源型 严重缺水
区，水资源短缺问题严重制约生态㊁经济和社会的可持续发展㊂本研究将I n V E S T模型产水模块和水源涵养计算方法相结合，测算京津冀地区20a的产水量和水源涵养量，研究其时空格局变化及主要驱动因素，进而为京津冀地区协同发展过程中的生态保护和建设提供科学支撑㊂
1材料与方法
1.1研究区概况
京津冀地区位于36ʎ0 42ʎ40'N,113ʎ27 119ʎ50'E，总面积2.16ˑ1050k m2，地势西北高东南
662水土保持通报第42卷
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低，地貌类型复杂多样，西部和北部为太行山㊁燕山山脉，两山交汇处是冀西北间山盆地，区域最北部是坝上高原，东南为华北平原北端㊂气候为典型的温带半湿润半干旱大陆性气候，降水量自东南向西北递减㊂区域内水系较多，主要包括海河㊁滦河㊁辽河和坝上西部内流河诸河㊂区域中南部地带性植被为温带落叶阔叶林，北部坝上地区为温带草原，河北平原主要是
农作物栽培区，由于人类活动频繁，该区域自然植被受到不同程度的破坏㊂发育的地带性土壤类型主要有栗钙土㊁棕壤㊁褐土和潮土等㊂
1.2 数据来源及本地化处理
研究所需数据主要有降水量㊁潜在蒸散发量㊁土地利用类型㊁D E M 高程㊁土壤㊁植物可利用含水量㊁流域边界等数据(表1
)㊂表1 数据来源及本地化处理
数据类型 来源及本地化处理
降水量
降水量数据来源于中国气象局网站的中国地面气候标准值数据集，对京津冀地区内24个观测站点测得的2000 2019年的
年值降水量数据，在A r c G I S 软件中空间插值获得逐年栅格数据，对数据定义投影和重采样处理，空间分辨率为250m ㊂
潜在蒸散发量
潜在蒸散发是指水分充足条件下，水体通过土壤蒸发和植物蒸腾作用的最大蒸散发量[15-16]
㊂基于H a r g
r e a v e s 公式计算月潜在蒸散发后，将2000 2019年逐月潜在蒸散发量累计相加得到研究区逐年潜在蒸散发量，在A r c G I S 软件中空间插值获得逐年栅格数据，对数据定义投影和重采样处理，空间分辨率为250m ㊂
土地利用类型
来源于中国科学院资源环境科学数据中心 资源环境数据云平台，初始空间分辨率30m ，数据类型为G R I D 栅格格式，包括2000,2005,2010,2015,2018年5期土地利用类型矢量数据㊂在计算过程中，按全国土地覆被分类系统标准，将研究区内25个二级地类划分为林地㊁
草地㊁耕地㊁水域㊁建设用地和未利用土地6种土地利用类型，对数据定义投影和重采样处理，将空间分辨率统一为250m ，最后按2000 2004,2005 2009,2010 2014,2015 2017,2018 2019年计算周期分别采用上述5期数据㊂
D E M 高程从中国科学院计算机网络信息中心国际科学数据镜像中心网站获得，初始空间分辨率为90m ，数据类型为I MG 格式，经定义投影和重采样处理，空间分辨率为250m ㊂土壤
来源于寒区旱区科学数据中心 基金委/国家地球系统科学数据平台的基于世界土壤数据库(HW S D )
中的中国土壤数据集，比例尺为1ʒ100万，数据类型为G R I D 栅格格式，包括所需的土壤黏粒㊁粉粒和砂粒含量数据和土层深度数据,
将所需数据定义投影和重采样处理，空间分辨率为250m
㊂植物可利用水含量植物可利用含水量(AWC )
为田间持水量和萎蔫点之间的差值，即能为植物生长所能提供的水量，由经验公式计算所得，得到植物可利用含水量后，在A r c G I S 软件中空间插值获得栅格数据，定义投影和重采样处理，空间分辨率为250m ㊂流域边界
基于D E M 高程数据，利用A r c G I S 软件平台空间分析模块中的水文分析,
分别进行填洼㊁流向㊁流量㊁河流链接以及分水岭的处理，得到研究区的流域㊁子流域矢量边界数据
㊂ 潜在蒸散发量计算㊂基于H a r g
r e a v e s 公式计算研究区潜在蒸散发量，所需数据包括月天文辐射量和各气象观测站点的2000 2019年月降水量㊁月平均最高气温㊁月平均最低气温，计算公式如下:
E T=0.0013ˑ0.408ˑR a ˑ
(T a v +
17)ˑ(T d -0.0123ˑP )0.76
(1)式中:E T 为月潜在蒸散发量(mm );R a 为月天文辐
射量(M J /m 2);T a v 为月平均最高气温和最低气温的均值(ħ);T d 为月平均最高气温与最低气温均值的差值(ħ);P 为月降水量(mm )
㊂植物可利用水含量计算㊂根据Z h o u 等[17]
提出的植物可利用水含量AW C 模型计算植物可利用水含量，所需数据包括土壤沙粒㊁粉粒㊁黏粒㊁有机质含量，计算公式如下:
AW C =54.509-0.132ˑS A N-0.003ˑ
(S A N )2-0.055ˑS I L -0.006ˑ(S I L )2
-0.738ˑC L A+0.007ˑ(C L A )2-2.688ˑOM+0.501ˑ(OM )
2(2
)式中:S A N 为土壤沙粒含量(%);S I L 为土壤粉粒含
戈尤量(%);C L A 为土壤黏粒含量(%);OM 为土壤有机质含量(%)
㊂1.3 研究方法1.3.1 I n V E S T 模型产水量 I n V E S T (i n t e g
r a t e d v a l u a t i o no f e c o s y
s t e ms e r v i c e s a n d t r a d e o f f s )模型是由美国自然资本研究组开发，模型内包含多种模块，可以通过研究区具体状况设定不同情境，输入数据与对应参数，得出计算结果㊂I n V E S T 模型产水量模块是基于B u d y
k o 水文公式[18]
和降水对区域水资源供给量进行的空间可视化
表达，采用水量平衡原理，用各栅格降水量减去蒸散发后的水量即为产水量，计算公式如下:
培训哪里好
Y x ,j =1-A E T x ,j P x æè
ç
öø÷ˑP x (3
)式中:Y x ,j 表示栅格单元x 中土地覆被类型j 类的年
产水量(mm );A E T x ,j 表示栅格单元x 中土地覆被类型j 的年蒸散发量(mm );P x 表示栅格单元x 的多
年平均降水量(mm )
㊂A E T x ,j
/P x 计算采用B u d y k o 水热耦合平衡假7
62第5期
李鑫等:2000 2019年京津冀地区水源涵养功能时空格局变化及其驱动因素
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设公式[19]
,
计算公式如下:A E T x ,j P x =1+ωx R x ,j
1+ωx R x ,j +1/R x ,j
(4
)式中:R x ,j 表示栅格单元x 中土地覆被类型j 类的干燥度指数，为潜在蒸散发量与降水量的比值;ωx 表示为自然气候条件下表示土壤性质的一个无量纲非物理参数，为植被年可利用水量与预期降水量的比值，计算公式如下:
R x ,j =
k ˑE T 0
P x
(5
) ωx =Z ˑAW C x
P x
+1.25(6
)式中:k 为蒸散系数;E T 0表示潜在蒸散发量(mm );AW C x 表示栅格单元x 的植被可利用水含量(
mm );Z 表示生态水文常数,
也称作降水季节常数，用于表征区域气候的季节性特征㊁降水强度以及地形特征,
D o n o h u e 等[2
0]
认为Z 系数与年降水次数成正比，年代表值内降水发生次数越多,Z 系数越大,
一般取值范围为1~30，本研究依据研究区历年降水次数变化，通过多次模拟校正，取值范围为4.1~25.4㊂
1.3.2 水源涵养修正公式 通过I n V E S T 模型计算
出产水量，在此基础上，利用地形指数㊁流速系数和土壤饱和导水率与产水量计算获得水源涵养量[21
]，计算
公式为:
W =m i n (1,249/V )ˑm i n (1,0.9ˑT I /3)ˑm i n (1,K s o i l
/300)ˑY (7)式中:W 为水源涵养量(mm );Y 为产水量(mm );V 为流速系数，采用模型参数表获得，无量纲;K s o i l 为土壤饱和导水率(mm /d )，根据土壤中黏粒㊁粉粒和砂粒含量，通过N e u r o -T h e t a 模型计算得到;T I 为地形指数，计算公式如下:
T I =l g (D a r e a /S o i l d e p -P s l o p
e )(8)式中:D a r e a 为集水区栅格数量;S o i l d e p 为土层深度(mm )，从土壤数据集中获取;P s l o p e 为百分比坡度，通过D E M 高程数据在A r c G I S 软件坡度分析中获得㊂
1.3.3 趋势分析和变异系数公式 为研究京津冀地区2000 2019年像元尺度水源涵养能力的时空动态趋势，对研究区建立逐像元的水源涵养量与年份的线性回归方程进行趋势分析，其自变量为年份，因变量
英语教学设计为水源涵养量[
22]
㊂基于像元尺度水源涵养量年份的相关分析，得到P e a r s o n 相关系数(R x y )，通过相关系数显著性查表，可得动态趋势的显著性，当R x y 为正
(负)值时，表示水源涵养量变化趋势系数在所计算的时段内呈线性增加(减少)趋势，若水源涵养量变化趋势系数通过0.01或0.05的显著性检验(p <0.01或p <0.05
)，则认为减少或增加趋势显著[23]
㊂变异系数反映了数据的波动特征，变异系数是标
准差与平均值的比值[24
]，因此可以用来研究水源涵养
功能的空间波动特征，其计算公式为:
C =S /| x |
(9
)式中:C 为变异系数;S 为标准差;| x |为平均值㊂变
异系数越小，表明水源涵养量的年际变异越小，即波动程度越小；反之，变异系数越大，表明水源涵养量的年际变异越大，即波动程度越大㊂
1.3.4 土地利用转移矩阵 土地利用转移矩阵是研
究土地利用类型之间转移方向和数量变化的经典方法，它可以反映区域土地利用变化的结构特征和空间格局的演化过程[25]㊂该方法是在一定时间间隔下，一
个亚稳定系统从K 时刻向K +1时刻状态转化的过
程，从而从时空尺度上反映研究区的土地利用/覆被
演化过程[
26-27莴笋的营养价值
]㊂土地利用/覆盖变化可以改变生态系统的结构和功能，并影响到生态系统功能，本文基于土地利用转移矩阵，分析研究区2000 2019年间土
地利用变化，进而探索水源涵养功能的驱动因素㊂
2 结果与分析
2.1 产水量时空格局
水资源总量是地表水资源量与地下水资源量之和，产水量是基于水量平衡原理，降水量同蒸散发等消耗量的差值，从总量守恒的角度来讲，二者在本质
上是采用不同方法对同一资源量的计算㊂因此，利用
I n V E S T 模型测算出产水量后,
再依据同期水资源公报中水资源统计量，对模拟结果进行验证(表2)，各年
产水量与水资源统计量相对误差均小于10.60%，产水量模拟效果相对较好㊂
(1
)产水量空间格局㊂京津冀地区多年产水量空间格局呈现东部较高㊁西部较低(图1)
㊂产水深度>60mm 的高值区主要分布在燕山山区㊁
东部沿海平原所在地;<60mm 的低值区主要分布在冀西北坝上高原和间山盆地㊁冀西太行山丘陵和河北平原地区㊂
按行政区划分，秦皇岛㊁唐山㊁天津等市单位面积多年
平均产水量较多，分别为1.75ˑ105,1.63ˑ105
,1.27
ˑ105
m 3/k m 2;
保定㊁石家庄㊁张家口等市单位面积多年平均产水量较少，分别为6.87ˑ104,6.71ˑ10
4,3.58ˑ104
m 3/k m 2㊂
(2)产水量年际变化规律㊂京津冀地区2000
2019年产水量年际变化较大(表2)，研究区20a 间平
均产水量为1.87ˑ1010
m 3，最低值是2002年，为1.05
ˑ1010m 3；最高值是2012年，为3.41ˑ1010
m 3,
产水量年际变化整体呈现前期缓慢增加，后期略有降低㊂
862 水土保持通报 第42卷至于英文
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表22000 2019年京津冀地区模拟产水量验证
年份模拟产水量/
108m3水资源统计量/
108m3相对
against
误差/%Z值
2000165.99164.360.995.5 2001136.57135.131.065.7 2002105.10105.950.804.1 2003194.25182.060.7016.1 2004189.36189.90.297.5 2005168.22168.380.097.5 2006139.39139.520.105.2 2007153.23154.991.148.2 2008214.74213.480.5912.6 2009179.17178.240.526.9 2010170.71170.090.369.9 2011198.10199.480.697.5 2012340.57307.9510.5925.4 2013216.81215.310.708.3 2014138.11137.760.255.4 2015181.48174.673.9016.7 2016286.70262.299.3024.5 2017180.26181.120.489.2 2018215.20217.080.879.6 2019147.30146.150.796.5
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图12000 2019年京津冀地区平均产水量空间格局2.2水源涵养量空间格局
京津冀地区水源涵养量空间格局呈现东北 西南部较高㊁西北 东南部偏低(图2)㊂水源涵养深度>60mm的高值区分布在坝上高原东北部㊁燕山和太行山呈东北 西南㊁南北走向，其中>120mm的主高值区分布在燕山山区，此区域内高值区呈连片分布;60~120mm的次高值区分布在太行山区，呈东北 西南走向㊁条带状分布㊂20~60mm的中值区主要分布在燕山东南部㊁太行山北部和间山盆地边缘㊂<20mm的低值区广泛分布于坝上高原西部㊁间山盆地和河北平原，呈西北 东南走向㊂上述地貌单元中，燕山山区单位面积多年平均水源涵养量最高，为7.81ˑ104m3/k m2；太行山区单位面积多年平均水源涵养
量相对较低，为3.97ˑ104m3/k m2；间山盆地㊁河北平原的水源涵养能力相对较弱，单位面积多年平均水源涵养量均低于2.00ˑ104m3/k m2㊂按行政区划分，秦皇岛市单位面积多年平均水源涵养量最高，为1.02ˑ105m3/k m2，其次为承德㊁北京和唐山市，分别为6.49ˑ104,5.98ˑ104,4.83ˑ104m3/k m2，而张家口㊁廊坊㊁沧州㊁衡水等市单位面积多年平均水源涵养量较低，均低于2.00ˑ104m3/k m2㊂
rihanna umbrella图22000 2019年京津冀地区平均水源涵养量空间格局2.3水源涵养量动态趋势和波动特征
水源涵养量年际变化规律㊂京津冀地区2000 2019年水源涵养量年际变化较大(图3)，其多年平均水源涵养量为7.85ˑ109m3，在2002年水源涵养量最低，为4.75ˑ109m3；在2012年水源涵养量最高，为1.52ˑ1010m3;2016年相对较高，为1.31ˑ1010m3; 2019年水源涵养量相对降低，为6.19ˑ109m3㊂20a间研究区平均水源涵养深度为36.85mm，其中2000 2003年平均水源涵养深度为29.50mm, 2004 2007年略有提升，为31.40mm,2008 2011年平均水源涵养深度稳定提升，为34.90mm,2012 2015年平均水源涵养深度提升显著，达到45.08mm, 2016 2019年较2012 2015年略有降低，为42.06m m㊂除个别年份㊁周期出现水源涵养量极低㊁极高情况外，京津冀地区水源涵养量年际变化整体呈现不显著增强趋势㊂
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第5期李鑫等:2000 2019年京津冀地区水源涵养功能时空格局变化及其驱动因素
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