丹江口水库是南水北调中线工程的水源地,其水量的动态变化研究,对指导水库水量管理有重要意义。同时自丹江口大坝加高之后,新增了 205km2的消落区,消落区与水库组成了复杂多样的生态系统,精确评价其生态系统系统服务价值,有助于科学学认识水库,为人类福祉和效益带来的直接或间接贡献。本文以丹江口水库及其消落区为研究对象,基于遥感、水文、气象、土地利用、土壤、数字高程模型等数据,结合地理信息系统和遥感技术、综合运用三维空间表面分析、地统计等方法,提出了一个水库水量估算方法,分析丹江口水库水量的在过去17年间的动态变化过程,并对丹江口水库消落区的动态过程进行了研究;对丹江口水库及其消落区组成的系统,基于市场理论,运用间接物质转换法,估算了水源涵养供应、气候调节、释氧固碳、有机物生产和水能发电五个方面的生态系统服务价值,旨在为丹江口水库的水量、水质安全和生态系统保护提供理论支撑。本论文取得的主要成果有:(1)2000年-2016年,丹江口水库多年平均水量为105.48亿立方米,最大水量为200.60亿立方米;最小水量为65.67亿立方米。长期来看,丹江口水库水量呈增加趋势,与其是2014年南水北调中线工程通水后,水量逐渐增大,大坝加高和加强蓄水是水量逐渐增大的直接原因。从月际平均水量来看,6月-10月逐渐增大,10月-12月基本维持不变,12月-次年4月逐渐减小,4月-6月先增加后减小。周期性的人为调蓄和气候变化是丹江口水库水量变化的驱动力。(2)自南水北调中线工程通水,2年来丹江口水库平均水量较调水前增加了 5.01亿立方米,极端水量出现的频率减少了 16.83%,水量波动显著增加。2000年-2016年丹江口水库水量在按照受水区用水需求调水的完全供水保证率为54.4%,2015年和2016年均为100%;但在此期间也有完全不能调水的时期出现,通常处于上半年,尤其是5月份,向北输水的供需矛盾突出,水库运行管理应在5月份之前合理减少下泄水量,配合受水区用水需求留足库容。(3)2000年-2014年与2014年-2016年消落区总面积分别为450km2、500km2,其中淹没区平均面积分别为192.16km2、258.58km2,落干区平均面积为257.84km2、241.42km2,淹没区面积呈增加趋势,落干区面积呈减少趋势;消落区具有反季节的干湿交替特征,3月-8月淹没区面积较小,9月-次年2月份淹没区面积较大。(4)丹江口水库生态系统服务价值为104.74亿元/月,其子服务价值大小依次为:水源涵养供应价值>气候调节价值>水能发电价值>固碳释氧价值>有机物生产价值。年内生态系统服务价值在8月最大,1月份最小,这与气候调节价值密切相关。水量变化是生态系统服务价值波动的主要因素。