森林生态系统不仅是陆地生态系统中面积最大的生态系统,而且是结构最复杂、生物种类最丰富、适应性最强、功能最完善的一种自然生态系统,对改善和维护生态环境起着决定性作用,同时还能提供人类生存所必须的重要资源。森林生态系统服务是指森林生态系统与生态过程所形成及所维持的人类赖以生存与发展的自然环境条件与效用。由于实验数据及实验条件的限制,本文采用替代成本法、影子工程法、市场价值法等方法,耦合了3S技术和相关生态模型,评估了恩施市2002、2007和2013年森林生态系统的固碳释氧、积累营养物质、涵养水源、净化大气和保育土壤等5大类服务的经济价值,并探索了其时空分布演变特征。主要研究结论有:(1)恩施市森林资源分布范围主要集于西北、西南和东部山区,其面积从2002年的2334.15 km2一直增长到2013年的2796.04 km2,增幅高达19.79%;其中,针阔混交林占比持续最大,其次是常绿阔叶林和灌木林,三者合计占40%以上,而占比最小的是落叶针叶林,比重均小于1%;(2)恩施市森林植被NPP平均值由2002年的524.35g C·m-2·a-1增长到2007年的568.11 g C·m-2·a-1,之后减少到2013年的514.00 g C·m-2·a-1,森林植被净初级生产力先增强后减弱,在2007年为最强;从NPP等级分布来看,恩施市绝大部分地区NPP值在200~800 g C·m-2·a-1之间;空间分布上,由于受到人为干扰的程度不同,呈现西北的板桥镇和龙凤镇、西南的白果乡及东部地区的崔坝镇和新塘乡等区域NPP整体较高,中部城区NPP较低的格局。(3)三个时期恩施市森林生态系统水土保持量为:2002年2402.07万吨,2007年2226.29万吨和2013年2373.04万吨,呈缓和的先降后升趋势。在空间上表现为西北、西南和东部的高海拔山区较高,恩施市城区及其东北区域偏低的特点;恩施市土壤侵蚀模数和潜在土壤侵蚀呈先增后减趋势,土壤侵蚀的风险总体上先增大后减小。(4)对三个时期恩施市森林生态系统的5大类服务进行价值评估,结果表明:空间分布上,涵养水源和净化大气两项服务的高价值区域主要是西北、西南和东部的高海拔山地区,低价区集中在城区及其东北地区,而积累营养物质、固碳释氧和保育土壤等三项服务的高价区和低价区域与此分布情况相反;数量上,三个时期恩施市森林单位面积服务价值大小顺序始终为:涵养水源服务价值>积累营养物质服务价值>保育土壤服务价值>固碳释氧服务价值>净化大气服务价值;变化趋势上,从2002年到2013年各项生态系统单位面积服务价值中,涵养水源、积累营养物质和固碳释氧三项服务的价值呈先增后减趋势,净化大气服务价值是持续减少,而保育土壤服务价值先减后增。(5)总体上看,恩施市森林生态系统服务总价值从2002年的85.71亿元增加到2007年的97.95亿元,之后减少到到2013年的93.84亿元,呈现先增后减的变化特征。三个时期恩施市针阔混交林和常绿阔叶林单位面积平均价值一直是最高,针叶林一直偏低;不同的森林类型中,针阔混交林和常绿阔叶林提供的生态服务总价值都占据总价值的大部分,其次为灌木林,而针叶林的贡献相对比较小。恩施市森林生态系统服务单位面积均价较高的区域主要分布在太阳河—龙凤镇—屯堡乡—白果乡这一带,且太阳河乡单位面积均价始终最高;而城区及以西各乡镇,除新塘乡外均属于低价区,其中城区舞阳坝和六角亭两个街道办事处一直是最低水平。2002年—2007年和2007年—2013年两个阶段总体上变化的区域面积不大,但服务价值增加和减少的区域在空间分布上恰好相反。