本发明公开了一种流域水源涵养林补植空间配置方法，包括获取流域内地形、土壤、气象和土地利用等基础数据，并对其进行预处理；对流域水源涵养功能和造林立地适宜性进行评估和分级；将水源涵养功能等级与造林立地适宜性等级进行空间叠加，得到水源涵养弱功能区且立地适宜性等级为适宜的区域，作为补植潜在区域；计算得出流域适宜水源涵养林覆盖面积，同时与现有水源涵养林覆盖面积相减得出需要补植的森林面积；在流域水源涵养林补植潜在区域按水源涵养能力由大到小逐步筛选，直至使得选中区域面积等于需要补植的面积大小，最终确定需要补植区域并根据适地适树原则选择合适林分在补植区域实施建植。本发明可以高效地对流域水源涵养林的补植区域和种植面积进行精确确定。