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三北防护林工程是我国为了改善生态环境,自1978年开始建设的一项大型的人工林业生态工程。三北防护林建设总规划分为三个阶段八期工程,历时73年,目前处于第五期时段。为明确近40年三北防护林工程在陕北地区的建设成效和环境效益,本论文以陕北地区防护林体系作为研究对象,搜集和整理1980年、1990年、2000年、2010年和2018年五个年份的相关数据,分析和探讨了陕北地区林地面积和覆盖度变化特征、防护林土壤主要养分变化特征和生态系统服务功能价值变化特征,旨在为科学地评估三北防护林建设的生态环境效应和促进陕北地区的持续发展提供理论依据。其中,林地面积和覆盖度变化特征是通过计量统计分析方法和GIS技术分析所选五个年份的土地利用类型数据(主要为林地类型数据)和2000年、2010年和2018年的MODIS数据,将归一化植被指数(NDVI)和植被覆盖度指数作为林地变化指标进行研究;三北防护林建设后防护林体系土壤主要养分的变化情况是采用Meta分析方法选取和分析1978～2018年发表的研究文献中的土壤有机碳(SOC)、总氮(TN)、速效磷(AP)和速效钾(AK)四个土壤主要养分指标数据进行探讨;三北防护林建设后陕北地区生态系统服务功能价值变化情况是根据搜集和整理的1980年、1990年、2000年、2010年和2018年的生态系统服务功能价值估算数据利用生态系统服务功能价值估算模型从气候调节、水源涵养、土壤形成与保护和生物多样性保护四个服务功能进行评估。获得以下主要研究结果:(1)陕北林地面积整体呈现增加,2018年有林地、灌木林、疏林地、其它林地和总林地面积分别比1980年增加了6(0.32%)、347(5.36%)、166(7.29%)、949(518.58%)和1468 km~2(13.61%)。2000-2018年间,NDVI植被指数和植被覆盖度指数呈现出上升趋势。(2)从1978～2018年已发表的研究数据的Meta分析结果可知,防护林土壤养分的含量与农地或撂荒地相比,显著增加。在0-20 cm土层,防护林土壤有机碳和速效钾的含量分别比对照组增加了118.57%和108.73%;在20-40 cm土层,防护林土壤总氮的含量增加了86.19%。种植年限>30a的防护林土壤有机碳(104.07%)、总氮(130.28%)和速效钾(125.60%)含量的增加程度最大;种植年限在0-10a的防护林土壤速效磷的变化程度最大(27.33%)。种植樟子松有利于增加土壤有机碳(120.86%)和速效磷(74.33%)的含量;种植油松有利于增加土壤总氮(73.82%)的含量,刺槐有利于增加速效钾(72.93%)的含量。(3)1980、1990、2000、2010和2018年的水源涵养功能的服务价值最高。1980～2018年,随时间变化,气候调节、水源涵养、土壤形成与保护和生物多样性保护服务功能价值均呈上升趋势;1980、1990、2000、2010和2018年生态服务功能总价值分别为11697.40×10~4、11725.40×10~4、11833.11×10~4、12805.11×10~4和13046.67×10~4元,随时间变化,总价值也呈现出上升趋势。