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土地利用是全球变化研究的重要领域之一，是目前全球变化研究的前沿和热点课题。石羊河位于甘肃省河西走廊东部，是河西走廊三大内陆河流之一。近年来，人类不适当的生产活动己造成石羊河下游地下水天然补给量减少、区域性地下水位下降、土地沙化、盐渍化加重、植被退化等一系列生态环境问题，土地利用变化明显。对石羊河流域土地利用变化的研究，有助于了解该流域内生态过程和人类社会活动之间的关系，从而为本地区可持续发展提供重要的科学依据。本文以2000年和2010年两期TM遥感影像为基础数据，在GIS技术、数学模型及生态学理论的支持下，研究了石羊河流域的民勤县、凉州区、金昌市、永昌县、古浪县、天祝县、肃南县7个区县土地利用变化。对土地利用结构变化、土地利用速率变化、土地利用程度变化、土地利用类型的相对变化率及土地利用类型转移；生态服务价值的时空特征，空间梯度分异及敏感性分析等方面进行了研究，得出如下结论：（1）通过对石羊河流域2000和2010年两期土地利用数据分析，近10年来石羊河流域土地利用类型出现了明显的变化，以耕地、未利用地和草地为主，耕地、林地、草地总体上呈减少趋势，未利用地总体呈增加趋势。主要体现在流域中下游地区。（2）对生态系统服务价值的研究表明，单位面积的生态服务价值变化在整个流域空间上存在明显的自上而下的梯度差异。天祝县>肃南县>古浪县>金昌市>永昌县>凉州区>民勤县，上游山区约为中游地区的两倍，高达80万元·km2·a-1，下游最低，仅为15万-25万元·km2·a-1。（3）各生态系统服务价值系数对生态服务总价值敏感性系数都小于0.5，尤其是水域及未利用地的敏感性系数小于0.1，敏感性系数依次是牧草地>林地>耕地>未利用地>水域。（4）从各地区生态服务价值的时间变化和空间分异上来看，生态环境相对较差的中下游地区呈减少趋势，生态环境较好的上游地区呈增加趋势，且中下游地区变化明显要大于上游山区。下游人群聚集地的生态环境保护和治理仍是今后石羊河流域综合治理的重中之重。