生态资源提供的各种生态服务是社会经济发展和人类生存的基本保障,城市中生态资源的供需落差正在日益加大。水是维系区域生态环境健康发展的关键因素。因此,研究城市的水生态系统服务价值对探索城市水生态的演变规律、建立合理的水生态系统管理和评价机制具有重要的理论和现实意义。本文以山西省省会太原市城区为研究区,运用Landsat遥感影像反演了2000年至2013年城区的土地利用分类和景观格局的时空变化;利用ArcGIS软件的缓冲区分析法设置了城区水体岸线周边的三级缓冲区,分析了水体岸带的LUCC时空特征;基于MODIS数据运用SEBS模型反演了2000年和2013年典型日的日蒸发量,推算年蒸发量并进行了空间叠加分析;对比验证了生态系统服务价值模型和利用层次分析法建立的城市水生态系统服务价值修正模型的计算结果,表明修正模型的计算结果更符合研究区的实际变化规律。研究成果可为城市水生态系统的管理与保护、促进山西省绿色发展战略实施和太原“海绵城市”的建设提供理论依据。本文的主要研究成果如下:(1)太原城区土地利用变化规律。2000年至2013年太原市城区建设用地大幅增加、水体空间布局的优化和水体面积的增加是太原市城区土地利用的最显著特征,其变化率分别达60.26%和25.87%;绿地和耕地均程度不同地减小,变化率分别为-1.73%和-21.09%,未利用土地减少了近50%。人类活动使水域的景观破碎度增大了5.1,水景观得以美化、水生态得以恢复。研究区的土地利用程度变化率大于0,表明正处于城市土地利用的发展期。(2)城区主要水域汾河和晋阳湖的LUCC变化特征。13年间晋阳湖及其0-600m岸带缓冲区的lucc特征表现为建设用地的大量增加,耕地和绿地的减小以及水域和未利用土地面积的少量减少。0-200m、200-400m、400-600m岸带缓冲区内的绿地面积分别减少了19.6%、4.5%和14.6%,耕地面积的比例分别减少了16.4%、43.5%和1.4%,建设用地分别增加了39.7%、49.1%和16.9%。13年间汾河水域岸带lucc特征的显著变化是水域面积的增加、0-500m绿地的增加和建设用地的少量减少,以及500-1000m较远岸带建设用地的增加。汾河公园水域面积增加402.35hm2;汾河0-200m、200-500m岸带缓冲区内的绿地面积分别增加了16.0%和10.3%,建设用地分别减少了20.4%和15.7%;500-1000m岸带缓冲区绿地减少了9.7%,建设用地增加了7%。(3)城区蒸发量变化规律。13年间太原市城区的年蒸发量由653.498mm增大为802.602mm;汾河水域及其岸带缓冲区的年蒸发量由721.15mm增大为980.21mm,主要原因是水体面积的大量增加;晋阳湖水域及其岸带缓冲区的年蒸发量由1102.12mm减小为1001.20mm,主要原因是水体周边建设用地的大量增加以及水体和绿地面积的减少;水体面积占水域及缓冲区总面积比例相对较大的面状晋阳湖水域的蒸发量始终大于条带状汾河水域的蒸发量。(4)生态系统服务总价值变化规律。13年间太原市城区生态系统服务总价值降低了849.766百万元,年变化率为-2.007%。晋阳湖和湖岸0-600m缓冲区的生态系统服务总价值降低了19.351百万元,变化率为-20.466%;汾河和0-1000m河岸缓冲区的生态系统服务总价值减少了28.340百万元,变化率为-13.706%。敏感性分析表明计算结果具有一定的参考价值,但不能真正反映研究区生态系统的实际变化规律。(5)城市水生态系统服务价值计算模型的修正及计算结果。基于城市水生态系统的结构和功能,利用层次分析法修正并建立了城市水生态系统服务价值计算模型。2000年至2013年太原城区水生态系统服务价值增加了659.2673百万元,变化率为21.11%;晋阳湖及其岸带缓冲区的水生态系统服务价值减少了24.0090百万元,变化率为-24.75%;汾河及其岸带缓冲区的水生态系统服务价值增加了25.9532百万元,变化率为23.29%。结果表明水体面积越大,水生态系统的服务价值越高。研究结果符合太原城区的城市建设实际,体现了绿色、和谐、宜居的城市建设理念。本论文的主要创新点为:(1)设置了带状河流和面状湖泊的三级岸带缓冲区域,将水体的研究范围扩大至周边岸带,为过渡地带的水生态系统服务研究提供了思路和方法;(2)建立了修正的城市水生态系统服务价值计算模型,研究了太原城区和城区水域的水生态系统服务价值。