2001-2022年中国逐年水源涵养数据集(InVEST模型)

水源涵养功能指生态系统在一定时空范围和条件下将水分保持在系统内的过程和能力,是陆地生态系统的重要生态服务功能之一。传统的水源涵养量评估方法主要包括水量平衡法、土壤蓄水法、分布式水文法和降水存储量法等,但上述方法多是基于大量实测数据进行估算,对大区域进行估算时会产生较大误差。 随着计算机科学的不断进步,目前,国外学者主要基于水文评估模型(SWAT)、水文生态模型(InVEST)和生态系统评价模型(GUMBO)对水源涵养量分布及动态特征进行研究,而国内学者则利用参数本地化后的模型对中国不同尺度、不同生态背景的区域,如黑河流域、石羊河流域、黄土高原和淮河流域等地区水源涵养功能进行评价,并取得较好的评估效果。

本数据集基于InVEST模型产水模块进行分析和评价。InVEST模型根据水量平衡原理,通过各栅格单元降水量、蒸发量、土壤深度、土壤质地和植被根系深度参数估算产水量,再利用地形指数和土壤基础数据计算得到各子流域水源涵养量及深度。该模型综合考虑不同土地利用/覆被类型的土壤渗透性、地形差异和地表粗糙程度对地表径流的影响,能够较好地表达流域水源涵养量的空间分布状况及其影响水源涵养量的主要因素。计算公式为:

WR = Min(1, 249/V)×Min(1,0.9I/3)×(1,K/300)×Y

Yxj = (1-Txj/Pxj)×Pxj

I = log(Darea /Sdep×Pslope)

式中,WR为水源涵养深度,即单位面积水源涵养量,mm;V为流速系数;I为地形指数;K为土壤饱和导水率,cm·d-1;Yxj为栅格单元x上土地利用类型j的年产水量,mm;Txj为栅格单元x上土地利用类型j的年实际蒸发量,mm;Pxj为栅格单元x上土地利用类型j的年降水量,mm;Darea为集水区栅格数量;Sdep为土壤深度,mm;Pslope为坡度百分比。

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