近年来,黄土高原进行了大规模的生态治理建设,从土地利用结构到生态环境结构都发生了一系列的变化。在此社会背景之下,小流域生态功能研究越来越引起人们的高度重视。针对黄土丘陵沟壑区植被破坏严重、水资源匮乏以及极端气候频发等生态系统问题,加速植被恢复与建设是该区所面临的重要任务。本文以黄土丘陵沟壑区的典型代表——庙沟流域为研究对象,利用遥感和地理信息系统技术、地统计学和数理统计模型等研究方法,通过野外调查与试验、土样采集、室内化学分析、多期高分辨率遥感影像及DEM,研究庙沟流域土地利用的变化特征以及生态系统涵养水源、固土保肥、固碳释氧等功能的特点,并对不同时期庙沟流域各生态功能价值进行估算,以期为提高干旱区农业生态系统管理对策的实施提供参考依据。主要结论如下:(1)土地利用类型以林地为主,草地、耕地、园地面积持平,草地与林地广泛分布,耕地分布相对集中。2015年流域范围内林地分布面积最大,为3.62 km2,占全域面积的45.42%,草地、耕地以及园地的分布面积分别为1.50 km2、1.39 km2、1.03 km2,2000-2015年林地面积增加了110.47%,果园面积减少了61.99%。研究时段内,林地面积的大幅增加,其主要的来源为园地面积及草地面积的流入;园地面积减少,主要向林地与耕地转出。(2)单位面积涵养水源价值在研究区内呈明显的分区显示,即庙沟北部、中部以及南部地区整体单位面涵养水源价值呈递增趋势分布。林地涵养水源能力最强,其蓄水体积占本区各用地类型蓄水体积总量的45.94%,涵养水源价值为15.87万元。2000-2015年间,除园地涵养水源价值降低(-48.32%)之外,其他用地类型均为增涨趋势,且林地(213.64%)增幅最大。(3)固土量主要集中分布于中南部与西部边缘地带,中部地区固土量较少。林地的固土量最高,为34589.33 t,占各用地类型固土总量的51.48%,其对应的固土价值为33.81万元。保肥价值林地(906.32万元)>草地(341.02万元)>耕地(212.51万元)>园地(211.41万元)>建设用地(40.99万元)。2015年庙沟流域的固土保肥价值最高的为林地(940.13万元),占全域范围固土保肥价值总和的52.88%;草地次之(354.05万元),占19.91%。2015年与2000年各用地类型固土保肥价值量相比,研究时段内林地与园地的变化幅度水平较高,但林地表现为固土保肥价值的较高增长趋势(79.86%),而园地表现为价值量的大幅下降(72.00%)。(4)单位面积固碳释氧价值在本区西南边缘地区集中偏高,且沿山体间沟谷分布地带价值量较低。2015年全域范围内固碳释氧总价值为360.02万元,其中林地的固碳释氧总价值超过全域总价值的一半,占52.96%。2015年固碳释氧总价值较2000年有所提升,增加比例为66.87%,主要贡献来自于林地,研究时段内林地固碳释氧价值增加286.77%。