中國(guó)西北干旱區(qū)分布廣泛，其面積約占全國(guó)陸地的30％，降水量少而變率大，蒸發(fā)量遠(yuǎn)大于降水量，風(fēng)沙多、云量少、日照強(qiáng)。近幾十年來(lái)該區(qū)域沙漠化和水資源短缺等環(huán)境問題越發(fā)突出，生態(tài)環(huán)境不斷惡化，給人民生產(chǎn)、生活和區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)極大的危害，也成為中國(guó)生態(tài)環(huán)境問題最嚴(yán)重的區(qū)域之一。干旱區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的獨(dú)特結(jié)構(gòu)和功能為當(dāng)?shù)厝嗣竦纳�存和發(fā)展提供了多種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和產(chǎn)品，也為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、維持當(dāng)?shù)厣鐣?huì)穩(wěn)定和確保區(qū)域一國(guó)家層面生態(tài)安全提供了重要保證。
　　生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能是指生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)過程所形成及維持人類賴以生存的自然環(huán)境條件和效用。長(zhǎng)期以來(lái)，人類對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性認(rèn)識(shí)不足，不合理的人類活動(dòng)致使干旱區(qū)生態(tài)服務(wù)功能遭到嚴(yán)重破壞。景觀格局變化直接受人類活動(dòng)影響，由此產(chǎn)生的土地利用變化是導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能和價(jià)值變化的重要原因，也直接影響區(qū)域環(huán)境系統(tǒng)向社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)提供的各種服務(wù)和物品。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與景觀格局的耦合機(jī)理及模擬方法已成為國(guó)際上新興的交叉學(xué)科熱點(diǎn)。通過分析生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與景觀格局耦合機(jī)理、開發(fā)跨尺度的集成建�？蚣芎桶l(fā)展空間顯式的動(dòng)態(tài)模型模擬方法，進(jìn)而體現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)集成在干旱區(qū)和諧社會(huì)建設(shè)、生態(tài)文明建設(shè)和促進(jìn)全面小康社會(huì)建設(shè)中的重要地位與作用，這也是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)科學(xué)的重要任務(wù)與應(yīng)用價(jià)值。
　　通過復(fù)雜的計(jì)算機(jī)模擬模型，可以對(duì)真實(shí)的生態(tài)系統(tǒng)格局和過程進(jìn)行抽象與簡(jiǎn)化，該技術(shù)已經(jīng)成為地學(xué)跨學(xué)科研究中不可或缺的工具。近二十年來(lái)，隨著集成環(huán)境建模的學(xué)科方法論逐漸完善與技術(shù)工具日趨成熟，科學(xué)家開始有能力針對(duì)復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和過程開發(fā)多尺度的空間動(dòng)態(tài)模擬模型。隨著3s技術(shù)的廣泛應(yīng)用和海量空間數(shù)據(jù)的大量增加，構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)顯式模擬模型的需求和能力在迅速提升，這種集成環(huán)境建模的演變趨勢(shì)在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)領(lǐng)域中尤為明顯。此外，建模過程中還需要掌握跨學(xué)科的背景知識(shí)，綜合相對(duì)復(fù)雜的建模理論和方法，以實(shí)現(xiàn)對(duì)特定生態(tài)系統(tǒng)或區(qū)域的人口、經(jīng)濟(jì)、自然資源、景觀變化和決策制定等多要素耦合過程進(jìn)行空間顯式的動(dòng)態(tài)模擬。
　　本書第一部分為理論，從集成環(huán)境建模介紹開始，系統(tǒng)地闡述生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與景觀格局耦合的基礎(chǔ)理論。介紹相關(guān)建模理論和方法的最新進(jìn)展，并提出適用于干旱區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的集成建�？蚣芎湍Ｐ烷_發(fā)方法，最后對(duì)現(xiàn)有理論可能的演變趨勢(shì)進(jìn)行展望。第二部分是方法與案例應(yīng)用，主要介紹關(guān)于模型框架的實(shí)際應(yīng)用案例，針對(duì)具體的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型和景觀格局變化過程進(jìn)行建模和討論，案例選擇時(shí)兼顧區(qū)域當(dāng)前面臨的一些緊迫的環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)問題。同時(shí)，還對(duì)當(dāng)前可用于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)集成建模的幾種常用模型及評(píng)估方法進(jìn)行介紹和對(duì)比分析，并提出適用于干旱區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)綜合評(píng)估建模框架和集成模型。
　　全書撰寫完成后，由劉麗珺博士統(tǒng)稿，梁友嘉博士和黃解軍教授完成審定。書中的部分階段性成果已在國(guó)內(nèi)外刊物上先行發(fā)表，還有部分成果尚未公開發(fā)表，相關(guān)的集成模型改進(jìn)和更豐富的案例開發(fā)還在持續(xù)進(jìn)行，相信不久便會(huì)與讀者見面。本書受國(guó)家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目“綠洲生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與景觀格局耦合過程及權(quán)衡的定量研究”(41601184)、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“黃土高原水土流失綜合治理技術(shù)及示范”第七課題“黃土高原水土流失治理與生態(tài)產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展技術(shù)集成與模式”(2016YFC0501707)
　　和中央高�；�本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金(2017IVB016)聯(lián)合資助。科學(xué)出版社為本書出版提供了支持，編輯們?cè)诒緯�出版組織、材料整理和文字編輯等方面付出了大量精力，在此
　　表示衷心感謝。
　　由于時(shí)間和水平有限，書中難免存在不足之處，敬請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正!
　　梁友嘉
　　2017年5月于武漢