耕地作为地球生命系统中最主要的农业生产资料,既是土壤安全的重要保障,又是探究生态系统发生机理与能量循环的关键区域。研究耕地区土壤生态系统服务的构成与分布,完成精准的定量评估,对发现当今土壤资源空间分布利用和管理中存在的问题、提供土壤生态环境的可持续性建设具有重要理论和实际意义。耕地区土壤生态系统服务具有较为强烈的空间异质性和空间自相关性,其空间格局受地理位置、尺度效应以及成土因素等多方面影响,且不同区域不同服务间耦合效果不同,因此需结合数字土壤制图方式实现对耕地区土壤生态系统服务的直观表述与评价。为建立一整套适用的、科学的、系统的耕地区土壤生态系统服务评价方法与指标体系,本文以土壤生态系统服务及其分类的理论为依据,以数字土壤制图方法为实现工具,选取了襄阳市耕地区的土壤生态系统服务及参评环境变量,确定了该区域土壤生态系统服务的最佳评价方法,评估了该区域各土壤生态系统服务间的权衡与协同关系,得到以下主要结果:(1)基于研究区土壤的主要生态功能所确立的生态系统服务分别为土壤固碳支持服务、土壤侵蚀调节服务和土壤粮食供给服务。在获取的多源协同环境信息数据中,可作为土壤固碳支持服务预选参评指标的有21项,确定参与土壤侵蚀调节服务的指标有9项,而参评土壤粮食供给服务的主要指标有2项,这些指标主要来自地形、生物、气候等成土因素,也包含土壤属性、土地利用类型以及统计年鉴等相关数据。(2)在对土壤固碳支持服务进行评价与分析时,研究区全部样点的SOC含量介于2.376 g/kg~26.088 g/kg之间,属中等变异强度。各评价方法趋势项残差的块基比均呈现强烈空间相关性,说明预测中可能被空间非平稳性所掩盖的SOC局部变化主要受结构性因素影响。最终,使用趋势项和残差项相结合的回归克里格、地理加权回归克里格、偏最小二乘回归克里格、人工神经网络克里格和支持向量机克里格法评估的土壤固碳支持服务空间分布规律趋于一致,人工神经网络克里格的预测精度提高了28.718%,被选为研究区土壤固碳支持服务的最佳评价方法;选取修正通用土壤流失方程为土壤侵蚀调节服务的参评框架,先后通过Wischmeier公式、EPIC模型、Renard公式、曲线模型以及土地利用类型赋值方式,生成降雨侵蚀力因子R值、土壤可蚀性因子K值、坡长坡度因子LS值、植被覆盖因子C值和水土保持措施因子P值的空间分布图,并累积为范围在0.000 t/(hm~2·a)~14.528 t/(hm~2·a)的研究区潜在土壤侵蚀模数A值。全区以微度侵蚀为主,局部位置存在轻度侵蚀;探索土壤粮食产量空间分布特征的过程中,累计各县域NPP总和并对应粮食产量可算出0.357 t·m~2/(kg·C)~1.334 t·m~2/(kg·C)的各县域收获指数,最终获得范围在0.000 t~1.088 t间研究区粮食供给服务评价结果图。此外,粮食产量高低还与农用地分等类别相关,优等区产量更高。(3)地理探测器的探测结果为研究区各单一土壤生态系统服务对其他服务的空间分布解释率范围为2.22%~21.05%,若两种服务间发生交互作用则可将解释率提高到10.42%~28.03%,3种服务并不互为决定性因素。全局空间自相关分析表明,各土壤生态系统服务的整体空间分布呈极显著协同作用,并伴随有强烈的空间聚类现象。局部空间自相关结果显示,单一土壤生态系统服务协同区图斑多于权衡区,而两两土壤生态系统服务间协同区图斑普遍少于权衡区,各服务之间权衡与协同关系的空间分布特征与前期评价结果密切相关。