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渭河作为黄河的第一大支流,其流域内的土地利用方式随着人类的改造和利用不断发生着变化,而土地利用方式变化所引起各种土地利用类型面积、空间位置的变化,导致了流域内产流规律变化及各类生态系统服务功能的变化,直接影响流域的水环境健康和生态系统服务功能的大小和种类。针对渭河流域农业水资源紧缺、水土流失严重,土地利用改造程度大,降雨调控及农业用地效率低下,生态环境破坏严重等问题,运用SWAT模型和生态系统服务功能及价值理论,模拟并分析了渭河流域产流和生态系统服务价值对土地利用变化的响应,并得到如下结论:(1)渭河流域土地利用类型主要为林地、草地和农地。林、草地面积总体增加,而农地面积总体减少。三种土地利用类型面积总和在1985年和2005年分别占98.25%和97.79%。1985~2005年,流域内除农地呈现减少外,其余5种土地利用类型均表现为增加,草地是最稳定的土地利用类型,最活跃的土地利用类型为聚落。6种土地利用类型各自流失的面积由大到小依次为:农地>草地>林地>湿地与水体>未利用土地>聚落,各自流入的面积由大到小依次为:林地>草地>聚落>农地>湿地与水体>未利用土地。总的来说,林、草地面积总体在增加,而农地面积总体在减少。(2)研究表明,SWAT模型能够较好的反映流域土地变化对径流的影响,模拟计算证明,在选定校准期为1970~1979年的径流过程的基础上,通过对林家村站和魏家堡站的径流实测数据分别在校准期对SWAT模型进行校准,在验证期(1980~1984年)对模型进行验证,获得模型参数,结果表明:林家村和魏家堡两站的实测值与模拟值的相关系数R2均大于0.8,模型的效率系数Ens系数均大于0.7,表明率定的SWAT模型可以用于渭河流域径流模拟计算。模型验证还表明,模拟值与实测值最吻合的月份主要集中在丰水季节,而枯水月份有略微差异。说明SWAT模型经过调参过程之后,能够较好的模拟渭河流域产流特征。(3)在相同气候条件下,利用SWAT模型模拟结果表明,林、草地增加导致渭河径流减少。通过计算研究区每个HRU对应的产流,来分区研究土地利用变化对产流的影响,可知,林家村站以上区域的面积为29437.46km2,产流量为13.07亿m~3,林家村-魏家堡段的面积为6289.61km2,产流为7.54亿m~3。1985年土地利用方式下,总产流量为23.27亿m~3,2005年土地利用方式下,总产流量为20.61亿m~3,减少了2.66亿m~3。1985年林地和草地两种土地利用类型的总产流为9.57亿m~3,农地产流13.70亿m~3,2005年林地和草地产流总量为9.81亿m~3,农地产流10.79亿m~3。说明林、草地的增加对产流具有减少作用。(4)土地利用方式的变化,导致渭河水资源趋紧,但渭河流域的生态服务价值在提高,发展节水高效农业是缓解渭河水资源紧张的重要途径。1985~2005年,渭河流域的林地、草地、农地、湿地及水体、聚落和未利用地的相互转化导致了生态价值的增加,增加量约为15亿元。1985年和2005年渭河流域生态系统服务功能中,土壤形成与保护功能的服务价值均为最高,分别约为164.1545亿元和167.8971亿元,娱乐文化功能提供的价值最低。农地面积减少有利于生态系统服务价值的提高,对生态健康发展有积极作用,但考虑水安全及粮食安全,发展节水高效型农业将成为今后土地整治和流域治理的方向。