生态系统服务的供需平衡研究是近年来生态系统服务研究的热点。由于大多数生态系统服务供给和人类需求在空间上的不匹配,导致生态系统服务“赤字”。从供给和需求角度对生态系统服务进行研究,对区域生态安全及社会经济可持续发展具有重要意义。城乡梯度是城市化进程形成的一种特殊连续界面;城市化进程必然会对生态系统服务的供需带来一系列影响。随着城市化进程的加快,人口急剧集中,产业结构发生变化,社会经济活动强度加大,自然资源开发利用加剧,对生态系统服务带来一系列影响,导致生态系统的不平衡,最终影响生态系统的健康及生态系统服务的供需。汾河上游流域水土流失严重,工农业用水形式严峻;近年来,由于城市化的加剧以及不合理的人类活动,人类对生态系统服务的需求不断增长,极大地影响了生态系统服务供给能力,生态系统服务供给和需求之间的矛盾日益增长,因而有必要对该地区生态系统服务供需进行探究和分析。本研究对于生态脆弱区生态系统服务评估、生态资源合理配置、生态系统管理等提供了科学依据,为基于生态系统服务的区域可持续发展提供了范例,具有重要的理论意义和实践价值。本文以汾河上游流域为研究对象,运用InVEST模型(产水量模块、土壤保持模块)、土壤、气候、植被、遥感和社会经济统计等数据,对2000年和2008年研究区产水量、土壤保持和水源涵养三种生态系统服务进行了研究,定量分析了生态系统服务供给和需求的空间格局及其城乡梯度变化。通过研究,为区域生态系统管理与保护提出了建议。主要结果如下:(1)2000年研究区产水量服务大致呈现西北高东南低的格局。2008年产水量服务呈现北高南低的格局。总体上,2000年到2008年产水量服务有所增强,从1.45×10~9m~3增大到1.97×10~9m~3。2000年研究区产水量服务核心供给区位于岚县南部和娄烦县西部,2008年研究区产水量服务核心供给区主要位于宁武县和静乐县北部。2000年到2008年研究区整体需水量大幅度增加。2000年和2008年产水服务供给值随着离市区的越来越远呈现增强的趋势,产水量服务需求值随城乡梯度变化与之相反。(2)2000年研究区北部和西部土壤保持服务较高,中部较低,2008年除北部区域土壤保持服务较高外,其它区域均较低。总体上,研究区土壤保持服务增强,从2000年的7.41×10~6t增加到2008年的8.69×10~6t。2000土壤保持服务核心供给区分布在流域西部和北部的岚县、娄烦和宁武境内。2008年土壤保持服务核心供给区主要分布在流域北部宁武县和静乐县北部。2000年和2008年土壤保持服务需求分别为4.38×10~6t、3.96×10~6t。2000年和2008年土壤保持服务供需均呈现增加的趋势随着离城市区距离的增加。(3)2000年研究区的北部和东南部水源涵养服务较高,而西部和中部区域较低,2008年水源涵养功能的空间格局与2000年相比无明显变化。总体上,水源涵养总量随时间有所增强,从2000年的8.76×10~8m~3增加到2008年的9.39×10~8m~3。2000年和2008年水源涵养服务供给区呈现出相同的空间格局,核心供给区分布在流域东部和北部阳曲县、古交市和宁武县区域。2000年和2008年水源涵养服务需求总量分别为4.89×10~6m~3、12.46×10~6m~3。水源涵养服务供需随着离市区距离的增加呈现出一个相反的趋势,水源涵养服务供给随着离市区越来越远呈现出一个增长的趋势。总体来看,汾河上游流域土壤保持服务供应与需求空间上呈现出均衡的格局,水源涵养供需空间均衡次之,产水量服务供应与需求则呈现空间上的不均衡。