土地沙漠化是很多区域生态系统退化的主要原因,是全球面临的重大环境-社会-经济问题之一,其严重侵蚀了土地资源,并进一步影响了农牧业生产和经济的可持续发展。《联合国防治荒漠化公约》在2017年于鄂尔多斯召开第十三次缔约方大会发布的《鄂尔多斯宣言》指出,沙漠化是阻碍全球可持续发展的主要挑战之一,严重威胁着生态系统向社会提供供给和利益的能力。毛乌素沙地作为我国四大沙地之一,处于鄂尔多斯高原向黄土高原的过渡区,是农、牧、林交错的典型生态环境脆弱区。随着毛乌素沙地农牧业的发展、能源开发以及区域政策措施的实施等人为活动的增强,该地区近年来的沙漠化状况及生态环境发生了显著变化。所以,探究该区域1986-2015年间沙漠化对生态系统服务的影响并评估飞播恢复的效果可为毛乌素沙地的沙漠化防治提供理论基础。本研究以毛乌素沙地为研究区,结合71个野外植被调查样地的植被盖度实测数据检验了10种沙漠化遥感监测指标,并筛选出最适于该区域的指标,进而从沙地尺度和省域尺度对毛乌素沙地1986-2015年间7个时期的沙漠化动态进行了反演;并以气象数据、社会经济数据和政策投入数据为基础对该时段的沙漠化变化驱动因素进行了分析;并基于毛乌素沙地的32个飞播恢复样地植被和土壤样本调查数据,通过高通量测序和测试分析对植物多样性、土壤微生物多样性以及土壤多功能性进行了分析,从植被、土壤微生物和土壤多功能性三个方面对修复政策中的飞播恢复措施的效果进行了评价,并明确了土壤多功能性的驱动因素及其作用模式;最后基于遥感数据、气象数据以及社会经济数据对毛乌素沙地的生态系统服务进行了空间量化,并分析了沙漠化对生态系统服务的影响。主要结果如下:(1)在通过文献总结所选取的10种沙漠化遥感监测指标中,反映地表能量信息和植被信息的指标对沙漠化反演具有较高精度,其中沙漠化差值指数DDI在反映地表辐射特征的同时又包含了植被的信息,具有明确的生物物理意义,能够反映地表覆盖度、水热组合以及土地沙漠化的变化,是毛乌素沙地区域反演效果最优的沙漠化遥感监测指标。(2)毛乌素沙地30年间整体的沙漠化空间格局动态为中东部地区呈逆转趋势,西部地区恢复与加剧交替出现。1986-2015年间沙地尺度的沙漠化进程呈先恶化后逆转趋势,1986至2005间持续加剧,重度和严重沙漠化土地面积呈增加趋势。2005年后沙漠化逐渐逆转,重度沙漠化土地面积显著减少,但直到2015年沙地尺度沙漠化状程度仍高于1986年;在省域尺度上沙漠化进程具有很强的空间异质性,其中沙漠化逆转最为明显的是陕西省的五个区县,2000年后持续逆转;内蒙古自治区自1986年以来逆转与加剧并存;宁夏自治区沙漠化整体呈先加剧后逆转趋势,在2005年沙漠化达到最强。(3)1986-2015年间,毛乌素沙地沙漠化从1986-2005年持续加剧,2005年后逐年逆转,逆转的主要驱动因素为生态修复政策,而驱动沙漠化加剧的是社会经济因素;由于内蒙古、陕西、宁夏三省在气候条件、社会经济发展和政策执行等方面的差异,沙漠化过程和驱动因素在省域尺度上存在明显空间异质性。本研究发现了生态修复政策在沙漠化逆转中的重要作用并量化了其贡献率,建议继续投资于生态恢复工程以使沙漠化持续逆转,并关注经济发展中的生态可持续性。(4)飞播是毛乌素沙地对流动沙地进行植被恢复的一种行之有效的恢复措施,其使流动沙地植物多样性、土壤微生物多样性和土壤多功能性三个方面均得到了良好的恢复。其中植物多样性和土壤微生物多样性对恢复响应迅速,植物多样性最先达到饱和,土壤多功能性对恢复的响应则具有滞后性;在30年恢复梯度上,植物通过土壤微生物对土壤多功能性的恢复有显著的间接作用,直接驱动因素主要为土壤细菌。建议未来的退化土地和生态系统恢复措施及政策中可以借鉴飞播措施的成功经验,在生态恢复中给予植被和土壤微生物同等的重视。(5)在生态系统服务方面,土壤保持、水源涵养和NPP等调节服务间协同关系显著,在粮食产量和牲畜产量等供给服务间同样具有显著的协同关系,调节服务和供给服务间也发现了净初级生产力和粮食产量两种服务间的协同关系;土壤保持、水源涵养和净初级生产力均随着沙漠化的降低呈上升趋势,粮食产量和牲畜产量与沙漠化呈现不显著的单峰曲线关系。可能是两种供给服务由于通过人类活动的输入而实现,才导致了其与沙漠化的复杂关系。综上所述,本研究从宏观到微观,以多层次、多角度的方式探讨了近几十年来毛乌素沙地的沙漠化动态、驱动因素、生态系统服务、以及植被、土壤和土壤微生物的恢复,阐述了毛乌素沙地1986-2015年间沙漠化的加剧和逆转过程;明确了该过程中生态修复政策带来的积极效果以及社会经济活动的负面效应;同时发现了土壤微生物在生态修复过程中的承上启下作用;并阐明了沙漠化对生态系统服务的影响。本文从宏观层面为沙漠化的监测提供手段,为拟定相应防范和治理措施提供理论依据;基于飞播措施的成功经验从微观层面为沙漠化土地恢复提供新了的视角。希望可以为毛乌素沙地的沙漠化防治和生态恢复策略提供科学依据,从而提升该区域的生态系统服务及人类福祉,进而实现区域可持续发展。