京津冀地区是我国经济发展的三大重要增长极之一,目前地区人地关系紧张、资源环境超负荷问题突出。通过野外实地调查、ArcGIS空间分析、分室情景模拟、多元统计分析、地理加权回归等多种方法,分析地区土地利用景观格局及转换,评估生态服务价值组成和变化,分析其空间分布、综合分区及时空异质性,模拟不同情景下的服务价值变化,探究其自然和社会经济影响机制,为土地利用景观格局规划管理和生态服务价值维护策略的制定提供依据。研究结果表明:(1)京津冀地区土地利用以耕地、林地和草地为主,耕地、草地、湿地和未利用地的减少以及建设用地的增加主要发生在1990-2000年。地区自然景观和人工或半自然-半人工景观空间分布较为明晰,林地、草地等主要分布在西北部,而耕地、建设用地等主要在东南部。1990-2010年,地区土地利用主要转为半人工和人工景观,其中2000-2010年主要转为人工景观,人类活动等干扰对土地利用转换的影响不容忽视。1990-2000年,北京市的土地利用变化最快,2000-2010年天津市土地利用变化最快;天津市的土地利用程度指数最高,北京市最低。(2)2010年地区的净第一生产力77.75TgC/a,其范围0-1334.20 gC/m2a,均值361.31gC/m2a,最大值出现在北京市。地区的水源涵养量105.43亿m3/a,土壤保持量1473955万t/a。替代市场法估算的2010年地区生态服务价值为2635.76亿元/a,地区的重要价值是土壤保持价值,其次是气体调节价值和物质循环价值,水源涵养价值的贡献最小。1990、2000和2010年,效益转移法估算的地区生态服务价值分别为2011.15、2131.21和2110.92亿元/a。调节服务价值和支持服务价值的比重超过80%,土壤形成和保护、生物多样性保护和水源涵养价值贡献率较大。森林生态系统对地区生态服务价值的贡献最大,其次是农田和草地生态系统。总生态服务价值的分布最分散,文化服务价值最集中,单位面积服务价值最接近正态分布。单个生态服务价值的空间分布和生态服务价值综合分区都表现出明显的阶梯型。地区的167个区县单元中67.66%个单元属于极强承载区,生态服务价值对人口或经济发展的承载力不容乐观。(3)1990-2010年,总生态服务价值表现出聚集的趋势,高值聚类主要在西北部,而低值聚类主要在东南部。基于面积比率的聚集程度最大,基于GDP比率的聚集程度最小,EB标准化能消除部分空间异常值单元。1990-2010年,除文化服务价值外,其他三类服务价值的重心偏移的方向类似;乡村人口和第一产业增加值重心偏移的方向类似,而其他社会经济重心偏移方向各具特点。20年来,调节服务价值、总生态服务价值和三大产业增加值重心偏移距离较大。总服务价值重心与城镇人口、第三产业增加值、第二产业增加值重心的耦合性较高;以2000年为界,总服务价值重心与部分社会经济重心变动的一致性有所转变。“情景一”和“情景三”下,地区生态服务价值每年分别下降1.1041和10.1244亿元,“情景二”下每年增加8.1168亿元。按照《土地规划》设定的情景,预计2030年比2010年增加19.7782亿元人民币。2015年,“情景一”的模拟结果最理想,其次是“情景四”,“情景二”的模拟结果最差。(4)温度和降水是生态服务价值的主要自然影响因素,其次是湿度,风因素的作用最小。累年气温年较差、累年年最少降水量和累年日降水量多0.1mm日数特别是后者对生态服务价值的正向作用明显;而累年年平均相对湿度对单位面积服务价值的正负作用共存,以负面作用效应为主。四个自然因子的局部影响机制空间分布特征比较明显。第一产业相关的因子是生态服务价值的主要社会经济影响因素,而第二产业、第三产业、财政税收等社会经济因素的影响作用较小。第一产业综合因子对生服务价值的负面作用显著,总人口因子的负面作用弱于第一产业综合因子,而第一产业简化因子的作用效应正负交替。第一产业综合因子的局部影响机制空间分布特征明显,而总人口因子、第一产业简化因子的局部影响机制空间异质性增加。局部影响模型较好地解决了自变量和因变量的空间非平稳性,局部影响模型优于全局影响模型。