毛乌素沙地位于我国北方农牧交错带中部,是我国重要的生态屏障区。由于特殊的自然生态背景,该地区生态系统较为脆弱,对外界环境的变化极其敏感。加之长期以来不合理的人为活动使该地区的生态环境日益恶化。近几年来,该地区沙漠化程度得到逆转,但区域生态系统服务变化如何,有待于进一步研究。因此,本研究在结合遥感影像、气象数据、社会经济数据和文献数据的基础上,综合采用模型模拟和统计分析方法,评估毛乌素沙地2000-2013年供给(粮食供给、肉类供给)、调节(固沙、固碳、沙尘天气、污染物浓度)和文化(科研产出、人才培养)三类生态系统服务,探析区域生态系统服务时空格局特征。进而定性和定量分析相结合,从政策、土地利用/覆盖变化、植被覆盖程度和气候变化等方面揭示区域生态系统服务变化的影响因素。研究结果表明:(1)2000-2013年,毛乌素沙地地区生态系统服务呈显著提升趋势。在食物供给方面,2000-2013年毛乌素沙地粮食产量和肉类产量分别呈现对数增长和线性增长趋势,其中粮食和肉类年均增长量分别为6.72X 104 t和1.02X 104 t吨,粮食高产区和肉类高产区分别集中在沙地东南部和西北部;在风蚀调节方面,毛乌素沙地土壤风蚀以微度和轻度侵蚀为主,多年平均风蚀模数为1827.72 t/(km2·a),2000-2013年,沙地风蚀量呈波动下降趋势,年均减少量为0.02X 108 t,侵蚀较严重区域主要分布在沙地腹地乌审旗;在固碳调节方面,沙地多年平均碳储量为179.29 TgC,2000-2013年,沙地碳储量呈现波动上升趋势,年均增长量为10.39TgC,沙地固碳服务主要集中在沙地西部和东北部典型草原和荒漠草原地区;在沙尘天气调节方面,多年平均沙尘天气日数为13天,2000-2013年,沙尘日数呈先上升后显著下降的趋势,年均减少天数为2天,沙尘天气较频繁的地区主要分布在沙地西南部;在PM2.5浓度调节方面,毛乌素沙地空气质量相对较好,多年平均PM2.5浓度为16.21 μg/m3,2000-2013年,PM2.5浓度呈现波动性变化,PM2.5浓度相对较大的区域主要分布在沙地南部榆林地区,且呈现出逐渐向东南部转移的趋势;在文化服务方面,毛乌素沙地科研产出量和人才培养数量增长分为两个阶段,2008年以前,沙地内部科研产出和人才培养呈稳步增长状态,2008年以后呈快速增长状态,沙地北部鄂尔多斯地区科学研究数量和人才培养数量要高于沙地南部榆林地区。(2)毛乌素沙地生态系统服务与政策、土地利用结构变化、植被盖度和气象因子具有较好的相关关系。2000-2013年,多项林业生态工程的实施对地区沙化土地治理效果明显,造林、封育等措施大大增加了区域林草面积,沙地14年间累计造林面积1.38X 104 km2,同时,政策的实施优化了地区土地利用/履盖格局,有利于提升区域生态系统服务;区域生态系统服务的变化受植被盖度、风速和大风日数影响较大,相关系数均在0.5以上(p<0.01)。碳储量与年均降水量呈正相关,降水对荒漠植被的生长起到促进作用,植被生物量的提高是区域碳储量增加的主要原因之一。风蚀模数、沙尘天气日数和PM2.5浓度与NDVI呈现负相关,碳储量与NDVI呈正相关,植被盖度的增加不仅可以增加植被和土壤的碳储量,还可以抑制沙尘天气、土壤风蚀的产生;在风因子方面,风蚀模数、沙尘天气日数与年平均风速和大风日数呈正相关,碳储量与年平均风速和大风日数呈负相关,风蚀活动与干燥多风的气候有着密切的关系,大风日数与风速增大是土壤风蚀的起因之一,风速的下降对于降低风蚀危害具有显著作用,风速是沙尘天气产生的动力因素,大风日数与沙尘天气日数往往表现为正相关变化趋势,大风天气出现次数减少时,沙尘天气出现次数也会减少,同时沙地植被生长情况及植被覆盖程度受风速和大风日数影响较大,风速在生长季的减弱,可使得沙地中极低覆盖度区域向低、中覆盖区转变,反之亦然。本文研究结论对毛乌素沙地地区生态系统功能的恢复和重建提供一定的借鉴和参考意义,甚至为干旱、半干旱地区的可持续发展研究提供一定的理论基础。