三峡库区是长江流域生态安全保护区域,是国家重要生态屏障区、重要生态功能区(水土保持、水源涵养和生物多样性)和主体功能区(生态保护修复),也是林业生态工程重点区。三峡库区生态环境敏感脆弱,2000年开始实施退耕还林、长江防护林建设等工程,库区内土地利用/覆盖发生显著改变,引发当地生态系统服务功能发生改变。研究区湖北秭归县茅坪镇兰陵溪小流域是国家林业局退耕还林工程科技示范点,基于三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站对研究区气象、水质、地形地貌特征、土地利用情况的连续观测,在时间尺度和空间尺度评估研究区在退耕前(1999年)、退耕中(2009年)、退耕后(2017年),与低海拔(<375m)沿江防护林、中海拔(375～800m)经济林、高海拔(>800m)生态公益林的土地利用格局变化,生态系统服务功能变化(水源涵养、土壤保持、碳储量、水质净化)与生态系统服务功能对土地利用变化的响应。主要得出结论如下:(1)兰陵溪小流域总面积为1527.43hm2。1999年,耕地面积497.65hm2,面积占比32.58%,茶园、柑橘与灌木面积占比之和不足2%。2017年,耕地面积占比下降至4.16%,大量耕地被茶园、柑橘与灌木取代,茶园面积增加至296.47 hm2,面积占比19.41%,柑橘面积占比3.47%,灌木面积占比4.68%。退耕还林过程中,兰陵溪小流域土地利用转化主要发生于耕地向茶园、柑橘、灌木转化。在沿江防护林地带,1999年耕地占主体地位;2017年,茶园面积占比增加至29.53%,面积居于首位,耕地面积占比减少至8.37%。在经济林地带,1999年,针叶林面积居于首位,其次为耕地,面积占比28.68%;2017年,针叶林面积无显著变化,茶园面积占比提高至18.88%,位于次位,耕地面积占比不足4%。在生态公益林地带,退耕前后,主要有林地均为针叶林,面积占比97.87～97.95%,面积无显著变化。(2)1999年,兰陵溪小流域单位面积生态系统服务量为:水源涵养量612.79mm,土壤保持量415.08 t/hm2,碳储量77.91 t/hm2,氮输出量3.77kg/hm2,磷输出量0.42 kg/hm2。2017年,小流域单位面积水源涵养量759.45mm,土壤保持量493.64t/hm2,碳储量96.89 t/hm2,较 1999 年分别增加 23.81%,18.93%,24.37%。2017 年单位面积氮输出 2.65kg/hm2,磷输出0.22kg/hm2,较1999年分别减少29.69%,46.88%。退耕还林后,兰陵溪小流域生态系统的水源涵养、土壤保持、碳储存与水质净化能力整体提升。1999年,耕地为沿江防护林主要土地利用方式,该地带单位面积生态系统服务量为:水源涵养量449.39 mm,土壤保持量357.26t/hm2,碳储量53.60t/hm2,氮输出量4.84kg/hm2,磷输出量0.69kg/hm2。经济林地带针叶林较多,其次为耕地,该地带单位面积生态系统服务量为:水源涵养量596.13mm,土壤保持量440.13t/hm2,碳储量72.98t/hm2,氮输出量3.61kg/hm2,磷输出量0.38kg/hm2。生态公益林地带针叶林面积超过97%,单位面积生态系统服务量为:水源涵养量789.91mm,土壤保持量503.78t/hm2,碳储量113.40t/hm2,氮输出量 2.63kg/hm2,磷输出量 0.14kg/hm2。2017年,沿江防护林单位面积水源涵养量增加43.95%,土壤保持量增加28.56%,碳储量增加48.65%,氮输出量减少24.17%,磷输出量计算49.28%。经济林地带单位面积水源涵养量增加31.41%,土壤保持量增加19.82%,碳储量增加20.84%,氮输出量减少21.05%,磷输出量减少47.37%。生态公益林地带单位面积水源涵养量增加13.02%,土壤保持量增加15.17%,碳储量增加9.30%,氮输出量减少10.00%,磷输出量计算7.14%。退耕还林后,伴随耕地大幅减少,茶园、柑橘与灌木面积增加,兰陵溪小流域生态系统水源涵养、土壤保持、碳储量和水质净化的生态服务功能得以提高,当地生态环境得以有效改善,退耕还林工程效果显著。兰陵溪小流域土地利用/覆被变化与生态系统服务功能变化的评估结果,可为当地土地资源合理开发与生态系统保护提供建设性意见,推动三峡库区退耕还林工程有序进行,实现区域可持续发展。