王輝源， 宋進喜,3， 吳 瓊

(1.西北大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院，西安 710127；2.陜西省地表系統(tǒng)與資源環(huán)境承載力重點實驗室，西安 710127；3.西北大學(xué)秦嶺研究院，西安 710127)

森林具有涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)徑流、凈化水質(zhì)等功能，尤其在水環(huán)境惡化、水污染加劇，水需求加重的當(dāng)下，提升森林水源涵養(yǎng)功能是流域高質(zhì)量發(fā)展的基礎(chǔ)，也是當(dāng)下生態(tài)水文學(xué)研究的熱點。20世紀(jì)60年代，我國從蘇聯(lián)引入水源涵養(yǎng)功能概念，20世紀(jì)80年代，眾多學(xué)者對不同區(qū)域的森林水源涵養(yǎng)功能進行計量與評價，對水源涵養(yǎng)功能定量評估小尺度和大尺度評估方法不同，小尺度方法集中在森林生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)功能某組成要素或者各組成要素定位觀測，一般利用綜合蓄水量法、模糊數(shù)學(xué)、灰色關(guān)聯(lián)分析法等分析不同植被類型、不同林分結(jié)構(gòu)水源涵養(yǎng)功能；大尺度研究主要基于利用水量平衡原理構(gòu)建水文模型，定量分析評估流域或者區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)各個分量，然后探究水源涵養(yǎng)功能時空變異規(guī)律。

秦嶺因其獨特的地理位置，特殊的生態(tài)功能，秦嶺水源涵養(yǎng)功能變化將對流域生態(tài)水文及供水安全產(chǎn)生重要影響，但20世紀(jì)70年后，由于秦嶺森林植被破壞，水源涵養(yǎng)功能降低，秦嶺北坡河流80%成為間歇河，1960—2011年秦嶺南坡金錢河年均徑流深每年下降5.675 mm，秦嶺野生魚類種類和種群數(shù)量減少，水質(zhì)也進一步惡化。圍繞秦嶺水源涵養(yǎng)功能許多學(xué)者做了大量研究，雷瑞德基于水分平衡原理；劉宇等基于土壤室內(nèi)烘干法，計算秦嶺火地塘林區(qū)華山松林、3種土地利用類型的水源涵養(yǎng)功能；康艷利用3S技術(shù)評價秦嶺山地植被水源涵養(yǎng)功能格局；范亞寧等、卓靜等、寧亞洲等、曹明等基于InVEST模型分析秦嶺水源涵養(yǎng)格局，計算近年來秦嶺林區(qū)水源涵養(yǎng)量的變化。

但是目前針對秦嶺水源涵養(yǎng)功能的研究偏靜態(tài)描述，缺少長序列動態(tài)演變規(guī)律方面的研究，年度水源涵養(yǎng)功能與年度降水量同步波動，且水源涵養(yǎng)功能年際變化較大，如果僅選擇某幾個相同階段年份水源涵養(yǎng)功能進行比較，以此來判斷水源涵養(yǎng)功能動態(tài)變化結(jié)果具有隨機性，不同時間段水源涵養(yǎng)比較往往結(jié)果不同。地理要素時空特征是圍繞水源涵養(yǎng)研究的基礎(chǔ)性工作，氣象因子是影響水源涵養(yǎng)功能的決定性要素，近幾十年來，秦嶺氣候以顯著增暖為特征，在全球氣候變化背景下，秦嶺水源涵養(yǎng)如何演變，水源涵養(yǎng)影響因子定量評價和空間化表征都是當(dāng)下亟待開展的工作。

InVEST模型產(chǎn)水量模塊因其數(shù)據(jù)易獲取、結(jié)果可信度高、參數(shù)調(diào)節(jié)靈活、可視化表達等優(yōu)點，在國內(nèi)，三江源、北京、陜西等地，在國外，英國、以色列、地中海等地都有成功的應(yīng)用。為了研究結(jié)果具有更好的空間展示性和解釋能力，本文選取1981—2015年秦嶺降水?dāng)?shù)據(jù)、參考蒸散發(fā)數(shù)據(jù)、植被數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)等，運用InVEST模型產(chǎn)水量模塊、水源涵養(yǎng)模型、Matlab逐像元線性擬合，計算秦嶺水源涵養(yǎng)演變規(guī)律，分析水源涵養(yǎng)功能空間變化演變趨勢，探討氣候變化對水源涵養(yǎng)功能的影響，揭示水源涵養(yǎng)功能演變特征，其研究成果對政府管理者和科研工作者具有實踐和理論雙重意義。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

陜西秦嶺即“小秦嶺”，地理位置31.92°—34.53°N，105.48°—111.03°E，秦嶺北坡研究區(qū)范圍參考陜西秦嶺保護區(qū)范圍，為保證研究區(qū)流域完整，秦嶺南坡研究區(qū)范圍參考漢江南岸，高程164～3 748 m，面積77 341 km(圖1)。秦嶺北麓氣候為暖溫帶，秦嶺南坡氣候為亞熱帶，秦嶺北坡近45年年均氣溫10.8 ℃，秦嶺南坡近45年年均氣溫13.1 ℃，秦嶺近50年年均降水量505～1 268 mm。秦嶺植被茂密，秦嶺北坡植被以暖溫帶落葉闊葉林為主，秦嶺南坡植被以北亞熱帶落葉闊葉林—常綠闊葉混交林為主，秦嶺土壤類型以棕壤、暗棕壤、黃棕壤為主。

圖1 秦嶺研究范圍及氣象站點分布

1.2 數(shù)據(jù)來源

(1)氣象數(shù)據(jù)：1981—2015年降水?dāng)?shù)據(jù)來源于中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心(http://www.resdc.cn)，參考蒸散發(fā)數(shù)據(jù)首先通過國家氣象數(shù)據(jù)中心獲取秦嶺42個站點平均最低氣溫、平均最高氣溫、平均氣溫、風(fēng)速、平均相對濕度、日照時間數(shù)據(jù)，然后利用FAO推薦的基于彭曼-蒙蒂斯公式軟件EToCalculatorV64計算站點參考蒸散發(fā)數(shù)據(jù)，最后通過地統(tǒng)計分析克呂金插值獲取參考蒸散發(fā)數(shù)據(jù)，空間分辨率1 km。

(2)土地利用數(shù)據(jù)：1981—2015年土地利用數(shù)據(jù)來源于中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心1980年、1990年、1995年、2000年、2005年、2010年、2015年7期土地利用遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)，空間分辨率1 km(http://www.resdc.cn)。

(3)地形數(shù)據(jù)：DEM數(shù)據(jù)來源于中國科學(xué)院計算機網(wǎng)絡(luò)信息中心地理空間數(shù)據(jù)云平臺(http://www.gscloud.cn/)，空間分辨率90 m，基于ArcGIS水文分析模塊獲取流域、子流域矢量數(shù)據(jù)、百分比坡度(注：坡度為0時根據(jù)TOPMODEL地形指數(shù)計算處理)、流域匯水量柵格數(shù)據(jù)。

(4)土壤數(shù)據(jù)：土壤類型數(shù)據(jù)和土壤質(zhì)地數(shù)據(jù)來源于中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心，土壤有機質(zhì)數(shù)據(jù)集來源于國家青藏高原數(shù)據(jù)中心(http://data.tpdc.ac.cn)，土壤深度數(shù)據(jù)在土壤類型數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上根據(jù)陜西土壤獲取秦嶺土壤深度數(shù)據(jù)，植物可利用含水量數(shù)據(jù)是基于土壤質(zhì)地數(shù)據(jù)和土壤有機質(zhì)數(shù)據(jù)獲取，土壤飽和導(dǎo)水率數(shù)據(jù)是基于土壤質(zhì)地數(shù)據(jù)，由Neuro Theta軟件計算獲取，空間分辨率1 km(表1)。

表1 不同土地利用類型下作物系數(shù)和根系深度模型參數(shù)

1.3 研究方法

選取3.8.1版本的InVEST模型產(chǎn)水量，以年為時間尺度，投影統(tǒng)一為Krasovsky_1940_Albers，空間分辨率1 km，數(shù)據(jù)格式TIFF，以1981—2015年氣象、植被；土壤等數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，基于水量平衡原理，計算產(chǎn)水量，在此基礎(chǔ)上結(jié)合地形指數(shù)、流速系數(shù)、土壤飽和導(dǎo)水率計算水源涵養(yǎng)量，然后利用Matlab矩陣分析求取1981—2015年逐像元的線性擬合系數(shù)。

1.3.1 InVEST模型產(chǎn)水量模塊 Water Yield模塊基于Budyko水熱耦合平衡假設(shè)，每個柵格單元上的降水量減去實際蒸散發(fā)量即水源供給量，柵格單元年產(chǎn)水量()計算公式為：

(1)

式中：()為柵格年產(chǎn)水量(mm)；AET()為柵格年實際蒸散發(fā)量(mm)；()為柵格年降水量(mm)。

(2)

式中：PET()為柵格年潛在蒸散發(fā)量(mm)；()為自然氣候—土壤性質(zhì)的非物理參數(shù)。

()計算公式為：

(3)

式中：AWC()為柵格土壤有效含水量(mm)，由土壤質(zhì)地和土壤深度決定；為區(qū)域降水時間尺度分布，無量綱，如果降水集中在冬季時，值接近于10，如果降水集中在夏季或者季節(jié)分配較為均勻，值接近于1。

1.3.2 水源涵養(yǎng)量計算 水源涵養(yǎng)量是基于Water Yield計算結(jié)果，結(jié)合地形指數(shù)、土壤飽和導(dǎo)水率、流速系數(shù)等參數(shù)，計算土壤含水量。

(4)

式中：Retention為土壤水源涵養(yǎng)量(mm)；Velocity為流速系數(shù)，采用模型參數(shù)表數(shù)據(jù)，無量綱；Ksat為土壤飽和導(dǎo)水率(cm/d)；為地形指數(shù)，無量綱。

計算公式為：

(5)

式中：為集水區(qū)匯水量；Soil為土壤深度(mm)；為百分比坡度(%)。

2 結(jié)果與分析

2.1 過去35年秦嶺水源涵養(yǎng)時空變異

由圖2可知，1981—2015年秦嶺北坡及秦嶺南坡水源涵養(yǎng)變化同步波動，且年際變化較大，呈下降趨勢，秦嶺水源涵養(yǎng)年際變化速率-1.44 mm/a，北坡水源涵養(yǎng)年際變化速率-1.90 mm/a，南坡水源涵養(yǎng)年際變化速率-1.38 mm/a，北坡水源涵養(yǎng)減少趨勢更為明顯；1981—2015年秦嶺年平均水源涵養(yǎng)量350.3 mm，秦嶺北坡年平均水源涵養(yǎng)量354.9 mm，秦嶺南坡年平均水源涵養(yǎng)量349.5 mm，總體上秦嶺北坡水源涵養(yǎng)量大于秦嶺南坡；秦嶺北坡和秦嶺南坡年均水源涵養(yǎng)極小值都是1997年，極大值都是1983年。雖然秦嶺及秦嶺南北坡水源涵養(yǎng)呈現(xiàn)出減少趨勢，但并非線性減少，而是“階梯狀“動態(tài)變化過程，具體表現(xiàn)為3個階段：(1)1981—1995年為第1階段，年水源涵養(yǎng)量快速下降，尤其是1983—1986年4年間直線下降；(2)1995—2010年為第2階段，年水源涵養(yǎng)量緩慢增加；(3)2010—2015年為第3階段，年水源涵養(yǎng)量緩慢減少。

圖2 1981-2015年秦嶺南北水源涵養(yǎng)量

由圖3可知，1981—2015年秦嶺水源涵養(yǎng)變化具有明顯的空間異質(zhì)性，中部明顯減少，外圍略有減少，主要特征表現(xiàn)為：(1)過去35年秦嶺水源涵養(yǎng)整體上呈下降趨勢，但秦嶺南北水源涵養(yǎng)下降程度不同，秦嶺北坡所有流域水源涵養(yǎng)明顯下降，秦嶺南坡玉帶河上游、牧馬河上游、褚河上游年均水源涵養(yǎng)量略有增加，年變化速率約為0.02 mm/a，除此以外，秦嶺南坡其他流域水源涵養(yǎng)也呈下降趨勢；(2)秦嶺水源涵養(yǎng)明顯減少流域主要集中在秦嶺南北分界線兩側(cè)，秦嶺北坡集中在石頭河流域、黑河流域、灃河流域，秦嶺南坡集中在褒河流域、太白河流域、子午河上游、乾佑河上游等流域，年變化速率約-0.35 mm/a，減少最為明顯位于留壩縣周邊區(qū)域，年變化速率約-0.42 mm/a；(3)秦嶺水源涵養(yǎng)略有減少區(qū)域集中在漢江干流兩側(cè)、丹江干流兩側(cè)和伊洛河干流兩側(cè)，年均變化速率約-0.06 mm/a。

圖3 1981-2015年秦嶺水源涵養(yǎng)空間變化趨勢

2.2 過去35年氣候要素時空變異

由圖4可知，水源涵養(yǎng)能力高低與降水量大小密切相關(guān)，秦嶺1981—2015年降水量的年際變化與水源涵養(yǎng)年際變化完全同步波動，區(qū)別僅在于降水量年變化速率-2.21 mm/a，水源涵養(yǎng)年際變化速率-1.44 mm/a，降水量下降幅度大于水源涵養(yǎng)；降水量空間變化趨勢與水源涵養(yǎng)空間變化趨勢空間分布近乎一致，降水量明顯減少區(qū)域水源涵養(yǎng)也明顯減少，降水量增加的區(qū)域水源涵養(yǎng)也增加，可以說明降水量是影響水源涵養(yǎng)最主要的因素。

圖4 1981-2015年秦嶺時空變化

秦嶺1981—2015年年均參考蒸散發(fā)1 041.2 mm，參考蒸散發(fā)變化速率1.34 mm/a，秦嶺水源涵養(yǎng)年變化速率-1.44 mm/a，按照線性擬合水源涵養(yǎng)與參考蒸散發(fā)呈負相關(guān)；按照曲線擬合，1981—2005年參考蒸散發(fā)呈增加趨勢，2005—2015年參考蒸散發(fā)呈減少趨勢，1981—1995年和2010—2015年水源涵養(yǎng)呈減少趨勢，1995—2010年水源涵養(yǎng)呈增加趨勢，1981—1995年水源涵養(yǎng)與蒸散發(fā)呈負相關(guān)，1995年以后水源涵養(yǎng)與蒸散發(fā)呈正相關(guān)，降水量年際變化遠大于參考蒸散發(fā)，參考蒸散發(fā)與降雨、溫度、風(fēng)速、輻射等多種氣象因素密切相關(guān)，對水源涵養(yǎng)的影響小于降水因子。參考蒸散發(fā)空間變化呈現(xiàn)“一帶兩中心”，以佛坪為中心的周邊區(qū)域和以丹鳳為中心的周邊區(qū)域，參考蒸散發(fā)呈減少趨勢，但減少幅度小于降水量減少幅度，所以水源涵養(yǎng)也呈下降趨勢，柞水、鎮(zhèn)安、嵐皋一帶參考蒸散發(fā)呈增加趨勢，但降水量減小，所以水源涵養(yǎng)也略微減少。

近60年來全球地表溫度變化速率0.12 ℃/10 a，中國地表溫度變化速率0.23 ℃/10 a，由秦嶺1981—2015年地表溫度時空變化發(fā)現(xiàn)，近35年來秦嶺地表溫度變化速率0.44 ℃/10 a，秦嶺增溫速率大于全國增溫速率，氣候趨于暖干化；地表溫度變化速率均值為0.44 ℃/10 a，大于0.44 ℃/10 a為增溫高值區(qū)，小于0.44 ℃/10 a為增溫低值區(qū)，增溫高值區(qū)主要集中在嘉陵江流域，其次褚河流域、伊洛河流域、丹江流域，增溫低值區(qū)主要集中在秦嶺中部，秦嶺地表溫度升溫速率周邊區(qū)域大于中心區(qū)域，秦嶺水源涵養(yǎng)減少速率周邊區(qū)域小于中心區(qū)域，溫度變化速率與水源涵養(yǎng)變化速率空間上區(qū)域一致，地表溫度與水源涵養(yǎng)呈負相關(guān)。

2.3 氣候因素驅(qū)動下水源涵養(yǎng)影響因素分析

基于MATLAB矩陣分析，1981-2015年逐年秦嶺水源涵養(yǎng)柵格數(shù)據(jù)與1981—2015年逐年秦嶺降雨因子、參考蒸散發(fā)因子、溫度因子?xùn)鸥駭?shù)據(jù)逐像元線性擬合，求取逐像元非標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)、擬合度、Sig顯著程度，由表2可知，3類氣候因子顯著度都非常高，說明水源涵養(yǎng)與3類氣候因子有很強的相關(guān)性，降水因子擬合度最高，參考蒸散發(fā)因子與溫度因子擬合度較低，說明降水因子對水源涵養(yǎng)有較好的反應(yīng)，降水因子與水源涵養(yǎng)正相關(guān)，參考蒸散發(fā)因子、溫度因子與水源涵養(yǎng)負相關(guān)，每增加1 mm降水水源涵養(yǎng)增加0.65 mm，每增加1 mm參考蒸散發(fā)水源涵養(yǎng)減少1.123 mm，地表溫度每增加1 ℃水源涵養(yǎng)減少68.638 mm。

表2 水源涵養(yǎng)與氣象因子影響因素分析

基于ArcGIS空間分析，獲取秦嶺每間隔100 m高程空間范圍，高程分級范圍與氣象因子逐項元擬合度、非標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)進行疊置分析，可反映氣象因子空間影響歸因。由圖5可知，每間隔100 m高程梯度上，降水因子、參考蒸散發(fā)因子和溫度因子與水源涵養(yǎng)擬合度變化較為平緩，波動不大，但降水因子、參考蒸散發(fā)因子和溫度因子與水源涵養(yǎng)的非標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)變化較為劇烈，大致以2 085 m高程為界，在186～2 085 m降水因子、參考蒸散發(fā)因子、溫度因子對水源涵養(yǎng)影響呈增加趨勢，2 085～3 666 m降水因子、參考蒸散發(fā)因子、溫度因子對水源涵養(yǎng)影響呈減少趨勢。氣象因子對水源涵養(yǎng)影響空間格局，主要原因是森林的垂直分布變化和降水隨高程非線性變化引起的，秦嶺2 000 m以上為核心保護區(qū)，186～2 000 m隨著高程增加，森林生態(tài)系統(tǒng)受人為干擾逐漸減少，植被覆蓋度越來越高，耕地和建設(shè)用地逐漸減少，林地逐漸增加，落葉闊葉栓皮櫟林和落葉闊葉尖齒櫟林逐漸占主導(dǎo)地位，降水也隨著高程增加而增加，生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)功能逐漸增強，降水因子、參考蒸散發(fā)因子、溫度因子對水源涵養(yǎng)影響逐漸增加，2 000～3 666 m隨著高程增加，降水逐漸減少，坡度逐漸增加，落葉尖齒櫟林帶和落葉闊葉樺木林逐漸減少，針葉云杉林、針葉冷杉林逐漸增加，且出現(xiàn)高山草甸和高山積雪，生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)功能逐漸減弱，降雨因子、參考蒸散發(fā)因子、溫度因子對水源涵養(yǎng)影響逐漸減少。

圖5 氣象因子影響因素空間擬合度與非標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)

3 討 論

秦嶺是我國中部重要的生態(tài)屏障，然秦嶺生態(tài)環(huán)境卻屬于中度脆弱，且人類不合理的經(jīng)濟開發(fā)行為加劇了生態(tài)環(huán)境脆弱性，保護好、利用好秦嶺生態(tài)環(huán)境，對區(qū)域可持續(xù)發(fā)展和全國經(jīng)濟社會發(fā)展都具有重要意義。水源涵養(yǎng)是秦嶺主要的生態(tài)水文功能，維持沿線河流生產(chǎn)、生活、生態(tài)用水，目前針對秦嶺水源涵養(yǎng)功能的研究主要以靜態(tài)評估居多，缺少長時間序列水源涵養(yǎng)功能動態(tài)定量化研究。

(1)森林生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)方法眾多，基于不同的研究方法結(jié)果差異較大，僅是研究結(jié)果變化趨勢相同，但各結(jié)果之間難以相互印證。InVEST模型因其結(jié)構(gòu)簡單，數(shù)據(jù)易獲取，被廣泛應(yīng)用于水源涵養(yǎng)功能計算。但是InVEST模型以年為時間尺度，弱化了降水、參考蒸散發(fā)時空分配，水源涵養(yǎng)的計算與季節(jié)常數(shù)密切相關(guān)，并且研究區(qū)統(tǒng)一值弱化了秦嶺南北降水季節(jié)分配差異，研究結(jié)果縮小了南北水源涵養(yǎng)功能差異。加之為保證研究區(qū)流域完整及河流南北水源涵養(yǎng)格局分析，秦嶺南坡研究區(qū)范圍包括漢江南岸，研究區(qū)大于秦嶺保護區(qū)范圍，秦嶺南坡緯度越低，降水量越大，水源涵養(yǎng)量較高，這些都進一步縮小了秦嶺南北水源涵養(yǎng)量差距。

(2)目前的InVEST模型把枯枝落葉層歸納到土壤層中，InVEST模型考慮了土壤水對地下水的補給，但忽略了地下水對土壤水的補給，因此基于InVEST模型計算水源涵養(yǎng)量往往比實際值偏大。目前缺少土壤水實測資料，基于遙感的土壤水?dāng)?shù)據(jù)空間分辨率較低，阻礙了模型的驗證。

(3)數(shù)據(jù)質(zhì)量引起的不確定性，秦嶺山地高山觀測缺乏，導(dǎo)致山地水源涵養(yǎng)數(shù)據(jù)估算結(jié)果存在很大不確定性。首先基于Penman—Monteith方程，用于估算蒸散量，需要大量數(shù)據(jù)，包括但不限于太陽輻射、風(fēng)速、最高溫度、最低溫度等數(shù)據(jù)，現(xiàn)有的氣象數(shù)據(jù)難以完全反映全部氣象特征。其次，雖然獲取到秦嶺42個站點氣象數(shù)據(jù)，氣象站點分布均勻，能夠反映秦嶺氣象概況，但特別是降水、蒸發(fā)與海拔高度的關(guān)系，并不滿足線性垂直遞減變化，基于現(xiàn)有氣象數(shù)據(jù)會影響計算結(jié)果準(zhǔn)確性，后期考慮基于氣象雷達圖數(shù)據(jù)修正現(xiàn)有氣象柵格數(shù)據(jù)。

(4)氣象因子是影響水源涵養(yǎng)功能最重要的因子，量化氣候變化和地表覆蓋變化對水源涵養(yǎng)功能的影響一直是森林水文學(xué)研究前沿。未來氣候是趨于暖干化還是暖濕化？暖干化或暖濕化疊加植被覆蓋變綠是否導(dǎo)致未來水資源安全面臨越來越大壓力？單獨增加植被覆蓋未必會增加水源涵養(yǎng)功能，植被種類的改變也可能導(dǎo)致水源涵養(yǎng)狀態(tài)的改變。

(5)水源涵養(yǎng)功能作為生態(tài)系統(tǒng)主要服務(wù)功能，一方面與降水量息息相關(guān)；另一方面與生態(tài)系統(tǒng)組分、結(jié)構(gòu)、格局密切相關(guān)。尤其是人類不合理的經(jīng)濟行為，造成水土流失、植被破壞、濕地減少，導(dǎo)致水源涵養(yǎng)功能降低。水利發(fā)展的整體性、完整性及與山水林田湖的格局不匹配也會降低水源涵養(yǎng)功能。

4 結(jié) 論

(1)1981—2015年秦嶺年平均水源涵養(yǎng)量350.3 mm，1983年水源涵養(yǎng)量最大，1997年水源涵養(yǎng)量最低；秦嶺水源涵養(yǎng)呈下降趨勢趨勢，年際變化速率為-1.44 mm/a，秦嶺及秦嶺南北坡水源涵養(yǎng)同步波動，呈下降趨勢，且秦嶺北坡下降幅度大于秦嶺南坡。

(2)秦嶺水源涵養(yǎng)時空特征主要表現(xiàn)為時間上水源涵養(yǎng)量呈“非線性，階梯狀”動態(tài)變化過程，快速下降階段1981—1995年，緩慢增加階段1995—2010年，緩慢減少階段2010—2015年；空間上水源涵養(yǎng)變化呈現(xiàn)異質(zhì)性，除秦嶺南坡玉帶河上游、牧馬河上游、褚河上游年均水源涵養(yǎng)量略有增加，其他流域都呈減少趨勢，且秦嶺外圍區(qū)域減少幅度小于秦嶺中部。

(3)人類活動加劇引起土地利用變化勢必導(dǎo)致水資源時空重新分配，人類不合理的經(jīng)濟行為對森林和草地的破壞降低了生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)功能。因研究區(qū)域較大，空間分辨率較低，遙感影像對人類活動的影響刻畫不足，基于現(xiàn)在空間分辨率下，降水減少和蒸散發(fā)增加是秦嶺水源涵養(yǎng)減少的主要原因。