森林水源涵养生态效益的正确估算不仅可以为森林经营者的经营管理与开发利用森林资源、实现最佳经营和最优利用提供前提,而且对人类本身的可持续发展有着极其重要的作用。本研究以帽儿山林场老山施业区为研究区域,以2008年生态观测定位站野外调查数据和2008年Landsat-5TM遥感影像为基础数据资料,尽可能多的提取与森林水源涵养效益相关的各种参数因子建立了研究区域的常规多元统计模型和联立方程组模型。其中回归模型的决定系数为0.788,平均拟合精度为80.4%, RMSE=26.74,平均检验精度81.1%, RMSE=26.14,联立方程组模型的平均拟合精度84.4%, RMSE=16.82,平均检验精度83.6%, RMSE=21.34。联立方程组模型比常规回归模型精度提高了2.5%,而且联立方程组模型从森林水源涵养过程的三个功能层出发,更加符合客观实际,为进一步的研究提供的基础。以联立方程组模型估计的参数作为地理信息系统(GIS)的输入数据,估算了物理量和价值量的空间分布特征,并核算出2008年老山施业区涵养水源的物理量总量为I=263.78万吨,建立了研究区的货币构造模型估算出涵养水源效益的价值量总量为E=131.89万元。分析得出降水量是影响森林水源涵养效益的最主要的因子。显示了物理量随地形变化的特征,其变化符合客观实际。研究结果为森林资源和生态价值的理论研究和具体经营管理提供了重要的意义。