生态系统作为人类的重要资产,随着人类不断地攫取,导致全球范围内一半以上的生态系统出现退化,生态系统服务的减少,威胁着人类福祉和可持续发展,目前对生态系统服务及其管理研究已成为如TEEB、IPBES等国际可持续发展研究的关键科学和热点问题。目前对生态系统服务权衡与协同关系产生的机理、生态服务之间的作用机制等认识尚不清楚,尤其很少将负向生态系统服务纳入其中,而生态系统为人类提供正向服务的同时,也产生了负向生态系统服务,综合考虑生态系统正负服务,会使生态系统服务之间的权衡与协同关系研究更加科学,也更加复杂;目前对都市区农业生态系统服务权衡与协同关系研究尚少,而农业生态系统作为被人类调控程度最大的生态系统类型之一,其产生的负向服务尤为突出,以农业生态系统为例揭示生态系统服务之间的关系则更具典型性,也是科学管理农业生态系统服务的关键问题,具有重要的科学意义。本文以快速城市化地区的西安都市圈农业生态系统为例,运用地理学、生态系统服务理论与方法,辨识了负向农业生态系统服务的概念与内涵,建立了 13个农业生态系统服务的定量指标和模型,基于像元尺度进行了测评和时空演变分析;并应用聚类分析方法从生态系统服务的视角对西安都市圈农业生态系统进行了农业功能分区,在此基础上,分析了每个农业功能区各服务之间的权衡和协同关系,并针对每个农业功能区的具体问题提出相应的农业生态系统服务管理对策。研究得出的主要结论有:(1)1999-2015年西安都市圈各正向生态系统服务功能的变化存在很大差异,经济产出功能增长最快,基本生活保障和旅游休闲功能次之,环境净化、固定二氧化碳、释放氧气、气候调节、水源涵养等功能都有所下降;各负向生态系统服务如水资源消耗和化肥污染呈显著增加趋势,温室气体排放增长较为缓慢。各农业景观中园地正负服务增加最快、耕地次之。(2)1999-2015年西安都市圈总正向生态系统服务高值区在不断扩大,秦岭林区产出一直处于较低的状态,而中北部的平原耕地、园地等总正向生态系统服务处于较高值区。各单项正向服务的高、中、低值区的空间分布具有很大的差异性,供给服务呈现出中北部平原地区高于南部秦岭地区的空间格局,而调节服务、文化服务和支持服务呈现出相反的空间分布格局;总负向生态系统服务高值区分布范围也逐渐扩大。各单项负向生态系统服务的高、中、低值区的空间分布格局具有一致性,中北部平原区普遍大于南部秦岭地区。(3)西安都市圈农业生态系统的经济产出和基本生活保障功能一直保持较强的协同关系;供给服务与文化服务、调节服务呈负相关,即权衡关系;文化服务与各支持、调节服务呈协同关系;文化服务、支持服务与各调节服务之间及各调节服务内部均存在显著的协同关系;负向生态系统服务之间始终保持着协同关系;负向服务与各正向服务均呈现权衡关系。(4)在调节-支持农业功能区内,供给服务与各文化、调节、支持服务均呈权衡关系,文化、调节、支持服务彼此之间均呈协同关系,供给服务与负向服务之间、负向服务内部呈协同关系,负向服务与调节、支持服务呈权衡关系。在供给-调节农业功能区内,1999年供给与文化、调节、支持服务呈权衡关系,2006、2015年供给服务与各调节、支持服务(旅游休闲、环境净化除外)呈协同关系,三个时期文化、调节、支持服务彼此之间呈协同关系,供给服务与负向服务、负向服务内部呈协同关系,1999年负向服务与各调节、支持服务基本都表现为权衡关系,2006、2015年则大多呈协同关系。在供给-负向服务农业功能区内,供给服务与旅游休闲、环境净化表现为权衡关系,与固碳、释氧、气候调节呈协同关系,文化、调节、支持服务彼此之间呈协同关系,供给服务与负服务、负向服务内部均呈协同关系,各正负服务之间的相关关系较为复杂,但大部分表现为协同关系。(5)基于各农业功能区各生态系统服务权衡与协同关系和存在问题,分别从当地居民、政府部门、企业角度提出了相应的生态系统管理对策,调节-支持农业功能区要在保护下进行开发如进行“坡改梯”、对采石采矿企业进行整顿等;供给-调节农业功能区、供给-负向服务农业功能区应以减少农业污染、调整农业产业结构为主。