森林凋落物持水能力是森林生态水文研究的重要内容之一。然而当前研究多集中在样地或林分尺度。如何将林分实测结果上推至流域或更大空间尺度一直是生态水文学研究的难点之一。以典型暖温带天然林流域河南宝天曼蛮子庄为例，基于林分调查和凋落物持水特性测定，结合遥感植被指数和树种组成比例等植被结构和环境因子构建凋落物持水能力林分-流域尺度上推模型，量化流域尺度森林凋落物持水能力及其空间格局。结果表明：(1)凋落物层最大持水量与坡度、树高和锐齿槲栎占比显著相关，凋落物层有效拦蓄量与多年平均地上生物量和锐齿槲栎占比显著相关。其中，锐齿槲栎比例是凋落物层持水量最为关键的因子。随着锐齿槲栎比例由0%增加到100%,凋落物层最大持水量和有效拦蓄量分别显著提升59.2和55.6%(P0.05)。(2)植被结构特征因子引入锐齿槲栎占比后，凋落物最大持水量和有效拦蓄量尺度上推模型拟合优度显著提升，R~2分别达到0.918和0.857,模型预测效果显著提升。(3)根据尺度上推模型估算结果，流域凋落物平均最大持水量和有效拦蓄量分别为17.69、17.13t/hm~2。流域中部凋落物最大持水量较高；流域北、南部的凋落物有效拦蓄量较高。(4)流域低海拔缓坡地带、NDVI最大值越高、多年平均地上生物量较小和锐齿槲栎占比越高的区域凋落物层持水能力更强。研究结果可为林业部门制定林水资源适应性森林经营管理措施提供科学依据。