赣南地区小流域景观格局对水源涵养功能的影响

张敏; 汤崇军; 伍冰晨; 常婷婷

doi:10.13961/j.cnki.stbctb.2025.04.032

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

赣南地区小流域景观格局对水源涵养功能的影响

综合研究

- 赣南地区小流域景观格局对水源涵养功能的影响
- Impacts of landscape patterns in small watersheds of southern Jiangxi Province on water conservation function
- 水土保持通报 2025年45卷第4期页码：413-424
- 作者机构：
  
  1.江西省水利科学院，江西南昌 330029
  2.河海大学农业科学与;工程学院，江苏南京 210098
  3.江西省鄱阳湖流域生态水利技术创新中心，江西南昌 330029
  4.流域水土保持江西省重点实验室，江西南昌 330029
- 作者简介：
  
  张敏（2000—），女（汉族），江苏省南通市人，硕士研究生，研究方向为农业环境与农村生态。Email：3509141970@qq.com。
  汤崇军（1976—），男（汉族），江西省赣州市人，博士，正高级工程师，主要从事水土保持方面的研究。Email：tangchongjun@126.com。
- 基金信息：
  
  江西省技术创新引导类计划项目“赣南水土保持生态治理技术模式优化集成与生态系统服务响应”(2022KSG01010)
- DOI：10.13961/j.cnki.stbctb.2025.04.032
  中图分类号： P901;X171.1
- CSTR：32312.14.stbctb. 2025.04.032.
- 收稿：2025-03-28，
  
  修回：2025-05-13，
  
  纸质出版：2025-08-20
- 稿件说明：
移动端阅览
张敏, 汤崇军, 伍冰晨，等.赣南地区小流域景观格局对水源涵养功能的影响[J].水土保持通报,2025,45(4):413-424.

Zhang Min, Tangchong Jun, Wu Bingchen, et al. Impacts of landscape patterns in small watersheds of southern Jiangxi Province on water conservation function [J]. Bulletin of Soil and Water Conservation,2025,45(4):413-424.
张敏, 汤崇军, 伍冰晨，等.赣南地区小流域景观格局对水源涵养功能的影响[J].水土保持通报,2025,45(4):413-424. DOI： 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.04.032. CSTR： 32312.14.stbctb. 2025.04.032..

Zhang Min, Tangchong Jun, Wu Bingchen, et al. Impacts of landscape patterns in small watersheds of southern Jiangxi Province on water conservation function [J]. Bulletin of Soil and Water Conservation,2025,45(4):413-424. DOI： 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.04.032. CSTR： 32312.14.stbctb. 2025.04.032..

摘要

目的

探究景观格局对赣南地区小流域水源涵养量的影响，为该地区小流域景观格局优化和水资源管理提供科学依据。

方法

以赣南地区1 030个小流域为研究对象，通过InVEST模型计算各小流域的水源涵养量，运用Fragstats 4.3软件，获取林地覆盖度（FCR）、斑块数量（NP）、边界密度（ED）、平均斑块面积（AREA_MN）、景观空间负荷对比指数（LCI）、蔓延度指数（CONTAG）、香农多样性指标（SHDI）等景观格局指数，采用Pearson相关系数法、响应面分析法分析小流域景观指数对水源涵养量的影响。

结果

①景观格局指数中，FCR，AREA_MN和CONTAG与水源涵养量呈极显著正相关关系（

0.01），LCI、NP，ED和SHDI与水源涵养量呈极显著负相关关系（

0.01）。 ②根据水源涵养量对FCR和LCI的响应曲面，当LCI

0.218，FCR

80.65%时，小流域的水源涵养量随着FCR的增加和LCI的减小而缓慢提升；当LCI

0.272，FCR

58.82%时，小流域的水源涵养量随着FCR的增加和LCI的减小显著增长。 ③在降水净输入量低（463~607 mm），地形指数高（19~24）的小流域类型和降水净输入量适中（607~751 mm）且地形指数低（12~19）的小流域类型中，水源涵养量对FCR和LCI的响应较弱。

结论

通过调整林地占比和景观空间负荷对比指数，可提升小流域水源涵养量，但提升幅度与小流域的地形和降水条件密切相关。

Abstract

Objective

The impacts of landscape patterns on the water conservation capacity of small watersheds in the southern Jiangxi Province were explored to provide a scientific basis for optimizing these patterns and thereby managing water resources.

Methods

The water conservation capacity of 1 030 small watersheds in the study area was calculated using the InVEST model. Fragstats 4.3 software was used to obtain landscape pattern indices， such as forest cover ratio （FCR）， number of patches （NP）， edge density （ED）， mean patch area （AREA_MN）， landscape cumulative index （LCI）， contagion index （CONTAG）， and Shannon diversity index （SHDI）. Pearson correlation coefficients and the response surface analysis method were adopted to analyze how the landscape indices of small watersheds influenced their water conservation capacity.

Results

① Among the landscape pattern indices， FCR， AREA_MN， and CONTAG showed highly significant positive correlations with water conservation capacity （

0.001）， whereas LCI， NP， ED， and SHDI showed highly significant negative correlations （

0.001）. ② According to the response surface of water conservation capacity to FCR and LCI， when LCI

0.218 and FCR

80.65%， water conservation capacity increased slowly with increasing FCR and decreasing LCI； when LCI

0.272 and FCR

58.82%， water conservation capacity increased significantly with increasing FCR and decreasing LCI. ③ In small watersheds with low net precipitation input （463—607 mm） and high terrain index （19—24）， and in those with moderate net precipitation input （607—751 mm） and low terrain index （12—19）， water conservation capacity showed only weak response to FCR and LCI.

Conclusion

By adjusting forest cover ratio and landscape cumulative index， the water conservation capacity of small watersheds can be improved. However， the improvement range is closely related to the terrain and precipitation conditions of small watersheds.

关键词

Keywords

references

高向龙，冯起，李宗省，等 . 三江源水源涵养价值时空格局及影响因素［J］. 生态学报， 2024 ， 44 （ 16 ）： 7074 - 7086 .

Gao Xianglong ， Feng Qi ， Li Zongxing ， et al . Spatio-temporal pattern and key influencing factors of water conservation value in the three-river source region ［J］. Acta Ecologica Sinica ， 2024 ， 44 （ 16 ）： 7074 - 7086 .

龚诗涵，肖洋，郑华，等 . 中国生态系统水源涵养空间特征及其影响因素［J］. 生态学报， 2017 ， 37 （ 7 ）： 2455 - 2462 .

Gong Shihan ， Xiao Yang ， Zheng Hua ， et al . Spatial patterns of ecosystem water conservation in China and its impact factors analysis ［J］. Acta Ecologica Sinica ， 2017 ， 37 （ 7 ）： 2455 - 2462 .

刘俸汝，赵俊三，林伊琳，等 . 基于气候和土地利用变化的云南省水源涵养功能时空演变及驱动力分析［J］. 水土保持学报， 2024 ， 38 （ 5 ）： 212 - 224 .

Liu Fengru ， Zhao Junsan ， Lin Yilin ， et al . Temporal and spatial evolution and driving force analysis of water conservation function in Yunnan Province based on climate and land use change ［J］. Journal of Soil and Water Conservation ， 2024 ， 38 （ 5 ）： 212 - 224 .

王作枭，贺康宁 . 祁连山东部地区不同林分水源涵养能力综合评估［J］. 生态学报， 2024 ， 44 （ 17 ）： 7662 - 7672 .

Wang Zuoxiao ， He Kangning . Comprehensive assessment of water conservation capacity in different forest stands in the eastern Qilian Mountains ［J］. Acta Ecologica Sinica ， 2024 ， 44 （ 17 ）： 7662 - 7672 .

魏雷晗冰，时鹏，魏勇，等 . 窟野河流域生态系统服务功能变化及其驱动因素分析［J］. 水土保持学报， 2024 ， 38 （ 4 ）： 222 - 235 .

Wei Leihanbing ， Shi Peng ， Wei Yong ， et al . Analysis of ecosystem service function changes and their driving factors in the kuye river basin ［J］. Journal of Soil and Water Conservation ， 2024 ， 38 （ 4 ）： 222 - 235 .

吕乐婷，乔皓，郑德凤，等 . 太子河流域景观格局时空演变及其对水源涵养的影响［J］. 水资源保护， 2023 ， 39 （ 6 ）： 111 - 120 .

Lyu Leting ， Qiao Hao ， Zheng Defeng ， et al . Spatial-temporal evolution of landscape pattern in the Taizi River basin and its impact on water conservation ［J］. Water Resources Protection ， 2023 ， 39 （ 6 ）： 111 - 120 .

朱求安，吴晓丽，于冬雪，等 . 黄河兰州以上区域草地覆盖变化对水源涵养的定量影响分析［J］. 水科学进展， 2024 ， 35 （ 4 ）： 543 - 555 .

Zhu Qiuan ， Wu Xiaoli ， Yu Dongxue ， et al . Quantitative impact of grassland cover change on water conservation in the Yellow River above Lanzhou ［J］. Advances in Water Science ， 2024 ， 35 （ 4 ）： 543 - 555 .

陈文华，徐娟，李双成 . 滇西山地城市水源涵养功能研究：以保山市为例［J］. 北京大学学报（自然科学版）， 2021 ， 57 （ 6 ）： 1153 - 1160 .

Chen Wenhua ， Xu Juan ， Li Shuangcheng . Water conservation function of mountainous city in western Yunnan： A case study of Baoshan City ［J］. Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis ， 2021 ， 57 （ 6 ）： 1153 - 1160 .

付扬军，师学义 . 基于小流域尺度的县域国土空间生态修复分区：以山西汾河上游为例［J］. 自然资源学报， 2023 ， 38 （ 5 ）： 1225 - 1239 .

Fu Yangjun ， Shi Xueyi . Ecological restoration zoning of county-level territorial space based on small watershed scale： A case study of the upper Fenhe River in Shanxi ［J］. Journal of Natural Resources ， 2023 ， 38 （ 5 ）： 1225 - 1239 .

尹思危，王跃峰，周琨鸿，等 . 三峡库区小流域景观格局变化洪枯径流效应及归因分析［J］. 生态学报， 2024 ， 44 （ 18 ）： 7962 - 7976 .

Yin Siwei ， Wang Yuefeng ， Zhou Kunhong ， et al . Runoff extreme responses to watershed landscape pattern changes and their attribution analysis in the Three Gorges reservoir area ［J］. Acta Ecologica Sinica ， 2024 ， 44 （ 18 ）： 7962 - 7976 .

孙庆艳，余新晓，胡淑萍，等 . 基于ArcGIS环境下DEM流域特征提取及应用［J］. 北京林业大学学报， 2008 ， 30 （增刊2 ）： 144 - 147 .

Sun Qingyan ， Yu Xinxiao ， Hu Shuping ， et al . Extraction and application of hydrological information based on DEM in ArcGIS environment ［J］. Journal of Beijing Forestry University ， 2008 ， 30 （ Suppl.2 ）： 144 - 147 .

蔺彬彬，张亚琼，武鹏林 . GIS环境下基于DEM的三川河流域特征提取［J］. 中国农村水利水电， 2013 （ 3 ）： 34 - 37 .

Lin Binbin ， Zhang Yaqiong ， Wu Penglin . Extraction of characteristics of Sanchuan River basin based on DEM in GIS environment ［J］. China Rural Water and Hydropower ， 2013 （ 3 ）： 34 - 37 .

胡佶熹，勒先文，王卫林，等 . 基于PLUS-InVEST模型的江西省生态系统碳储量时空演变与预测［J］. 环境科学， 2024 ， 45 （ 6 ）： 3284 - 3296 .

Hu Jixi ， Le Xianwen ， Wang Weilin ， et al . Temporal and spatial evolution and prediction of ecosystem carbon storage in Jiangxi Province based on PLUS-InVEST model ［J］. Environmental Science ， 2024 ， 45 （ 6 ）： 3284 - 3296 .

李冲，张璇，吴一帆，等 . 京津冀生态屏障区景观格局变化及其对水源涵养的影响［J］. 中国环境科学， 2019 ， 39 （ 6 ）： 2588 - 2595 .

Li Chong ， Zhang Xuan ， Wu Yifan ， et al . Landscape pattern change of the ecological barrier zone in Beijing-Tianjin-Hebei region and its impact on water conservation ［J］. China Environmental Science ， 2019 ， 39 （ 6 ）： 2588 - 2595 .

贾玉雪，帅红，韩龙飞 . 资江尾闾集水区景观格局与非点源污染过程关系研究［J］. 农业环境科学学报， 2021 ， 40 （ 4 ）： 833 - 843 .

Jia Yuxue ， Shuai Hong ， Han Longfei . Relationship between landscape patterns and non-point source pollution processes in the Zijiang catchment tail， China ［J］. Journal of Agro-Environment Science ， 2021 ， 40 （ 4 ）： 833 - 843 .

王金亮，谢德体，倪九派，等 . 基于源汇景观单元的流域土壤侵蚀风险格局识别［J］. 生态学报， 2017 ， 37 （ 24 ）： 8216 - 8226 .

Wang Jinliang ， Xie Deti ， Ni Jiupai ， et al . Identification of soil erosion risk patterns in a watershed based on source-sink landscape units ［J］. Acta Ecologica Sinica ， 2017 ， 37 （ 24 ）： 8216 - 8226 .

张桐艳，贺敬滢，李光录，等 . 基于水土流失风险的流域景观格局识别方法研究［J］. 水土保持研究， 2012 ， 19 （ 3 ）： 175 - 179 .

Zhang Tongyan ， He Jingying ， Li Guanglu ， et al . Method of watershed landscape pattern analysis based on the risk of soil and water loss ［J］. Research of Soil and Water Conservation ， 2012 ， 19 （ 3 ）： 175 - 179 .

张忠伟，郭晋廷，张军，等 . 基于多源数据的云南省水源涵养能力评估及影响因素研究［J］. 西北林学院学报， 2025 ， 40 （ 1 ）： 165 - 177 .

Zhang Zhongwei ， Guo Jinting ， Zhang Jun ， et al . Assessment of water conservation capacity and influencing factors in Yunnan Province based on multi-source data ［J］. Journal of Northwest Forestry University ， 2025 ， 40 （ 1 ）： 165 - 177 .

郑博福，黄琼瑶，陶林，等 . 赣南地区景观格局变化及其对生态系统服务价值的影响［J］. 生态学报， 2021 ， 41 （ 15 ）： 5940 - 5949 .

Zheng Bofu ， Huang Qiongyao ， Tao Lin ， et al . Landscape pattern change and its impacts on the ecosystem services value in southern Jiangxi Province ［J］. Acta Ecologica Sinica ， 2021 ， 41 （ 15 ）： 5940 - 5949 .

王耀鑫，高家勇，张玉珊，等 . 喀斯特流域水源涵养功能时空分异及其对景观格局的响应［J］. 水土保持学报， 2023 ， 37 （ 2 ）： 169 - 178 .

Wang Yaoxin ， Gao Jiayong ， Zhang Yushan ， et al . Spatial and temporal differentiation of water conservation function in karst basin and its response to landscape pattern ［J］. Journal of Soil and Water Conservation ， 2023 ， 37 （ 2 ）： 169 - 178 .

李理，朱连奇，朱文博，等 . 生态系统服务价值与人类活动强度关联性分析及权衡：以淇河流域为例［J］. 中国环境科学， 2020 ， 40 （ 1 ）： 365 - 374 .

Li Li ， Zhu Lianqi ， Zhu Wenbo ， et al . The correlation between ecosystem service value and human activity intensity and its trade-offs： Take Qihe River basin for example ［J］. China Environmental Science ， 2020 ， 40 （ 1 ）： 365 - 374 .

温永斌，韩海荣，程小琴，等 . 不同幅度景观格局与水分利用效率耦合研究：以千烟洲为例［J］. 北京林业大学学报， 2019 ， 41 （ 12 ）： 88 - 95 .

Wen Yongbin ， Han Hairong ， Cheng Xiaoqin ， et al . Coupling of landscape pattern and water use efficiency with different amplitudes：A case study of Qianyanzhou in Eastern China ［J］. Journal of Beijing Forestry University ， 2019 ， 41 （ 12 ）： 88 - 95 .

柳冬青，曹二佳，张金茜，等 . 甘肃白龙江流域水源涵养服务时空格局及其影响因素［J］. 自然资源学报， 2020 ， 35 （ 7 ）： 1728 - 1743 .

Liu Dongqing ， Cao Erjia ， Zhang Jinxi ， et al . Spatiotemporal pattern of water conservation and its influencing factors in Bailongjiang watershed of Gansu ［J］. Journal of Natural Resources ， 2020 ， 35 （ 7 ）： 1728 - 1743 .

陈明霞，巩娟霄，苑煜思 . 兰白经济区城市群景观生态系统格局演变及驱动因素分析［J］. 西北林学院学报， 2023 ， 38 （ 1 ）： 10 - 17 .

Chen Mingxia ， Gong Juanxiao ， Yuan Yusi . Changes in landscape ecosystem pattern and driving factors in the urban agglomeration of Lanzhou-Baiyin economic zone ［J］. Journal of Northwest Forestry University ， 2023 ， 38 （ 1 ）： 10 - 17 .

徐建英，樊斐斐，刘焱序，等 . 汶川县生态系统服务对景观格局及其变化的响应［J］. 生态学报， 2020 ， 40 （ 14 ）： 4724 - 4736 .

Xu Jianying ， Fan Feifei ， Liu Yanxu ， et al . Response of ecosystem services to landscape pattern and its changes in Wenchuan County， Sichuan Province ［J］. Acta Ecologica Sinica ， 2020 ， 40 （ 14 ）： 4724 - 4736 .

Jian G ， Jianxin Y ， Wenwu T . Spatially explicit landscape-level ecological risks induced by land use and land cover change in a national ecologically representative region in China ［J］. International Journal of Environmental Research & Public Health ， 2015 ， 12 （ 11 ）： 14192 - 14215 .

盛菲，刘士余，戴余典，等 . 濂水流域景观生态风险变化对洪水的影响［J］. 中国环境科学， 2023 ， 43 （ 10 ）： 5466 - 5474 .

Sheng Fei ， Liu Shiyu ， Dai Yudian ， et al . Impact of landscape ecological risk change on flood in Lianshui watershed ［J］. China Environmental Science ， 2023 ， 43 （ 10 ）： 5466 - 5474 .

张昌顺，谢高地，刘春兰，等 . 基于水源涵养参照系的中国生态系统水源涵养功能优劣评估［J］. 生态学报， 2022 ， 42 （ 22 ）： 9250 - 9260 .

Zhang Changshun ， Xie Gaodi ， Liu Chunlan ， et al . Evaluation of water conservation of China’s ecosystems based on benchmark ［J］. Acta Ecologica Sinica ， 2022 ， 42 （ 22 ）： 9250 - 9260 .

Mohaimen A ， Nath B ， Hasan M R . Geospatial-based tectono-morphometric analyses of the drainage system in the Chengi and Myinee River basins in the Chittagong Hill Tracts， Bangladesh ［J］. Geosystems and Geoenvironment ， 2024 ， 3 （ 1 ）： 100224 ， https：∥doi.org/10.1016/.geogeo.2023.100224. https://doi.org/10.1016/.geogeo.2023.100224. .

黄奕龙，陈利顶，傅伯杰，等 . 黄土丘陵小流域土壤水分空间格局及其影响因素［J］. 自然资源学报， 2005 ， 20 （ 4 ）： 483 - 492 .

Huang Yilong ， Chen Liding ， Fu Bojie ， et al . Spatial pattern of soil water and its influencing factors in a gully catchment of the Loess Plateau ［J］. Journal of Natural Resources ， 2005 ， 20 （ 4 ）： 483 - 492 .

周云，黎建强，高朗，等 . 林下三七不同管理措施对坡面产流产沙和土壤特性的影响［J］. 水土保持学报， 2024 ， 38 （ 5 ）： 20 - 30 .

Zhou Yun ， Li Jianqiang ， Gao Lang ， et al . Effects of different management measures of cultivation Panax notoginseng under forest on runoff and sediment yield and soil characteristics on slope ［J］. Journal of Soil and Water Conservation ， 2024 ， 38 （ 5 ）： 20 - 30 .

王世清，冀正欣，卢龙辉，等 . 张家口市林地与水源涵养功能时空变化及其耦合关系［J］. 农业工程学报， 2023 ， 39 （ 10 ）： 131 - 140 .

Wang Shiqing ， Ji Zhengxin ， Lu Longhui ， et al . Spatiotemporal changes and coupling relationship between forestland and water conservation function in Zhangjiakou City of China ［J］. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering ， 2023 ， 39 （ 10 ）： 131 - 140 .

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

京郊小流域森林景观格局变化分析

基于土地利用变化的祁连山地区生境质量时空演变分析

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

汉江流域水源涵养功能的关键生态修复区识别与植被优化配置

甘肃省水源涵养功能时空变化及其影响因素