黄土高原是地球上分布最集中、面积最大的黄土区,同时也是世界上水土流失最严重和生态环境最脆弱的地区之一。本文利用“3S”技术,对黄土高原典型小流域淳化县泥河沟、安塞县纸坊沟和长武县王东沟的土地利用格局及其动态变化进行了探讨分析,以期达到深入认识研究区科技攻关成果及后续资源的合理配置,实现黄土高原经济与生态环境的协调发展,同时为国家今后在黄土高原地区挖掘资源潜力、改善生态条件、繁荣区域经济和解决水土流失等方面制定政策提供理论参考的目的。以遥感影像(GF-1、ZY-3、SPOT-5)、土地利用现状数据、历史年鉴、社会调查、老农访谈等为数据源,利用ENVI 5.5和ArcGIS 10.3对影像数据进行预处理和分类解译,获取研究区(泥河沟流域:1986年、2002年、2016年;纸坊沟流域1986年、1999年、2015年;王东沟流域1986年、1990年、2015年)三个时期的景观类型分布图。利用土地利用转移矩阵、土地利用动态度和常规统计方法定量分析了各景观类型的面积变化量和变化速率,并结合景观生态学中的景观指数(选取景观类型水平和景观级别水平两个层次),利用Fragstats4.2对研究区景观格局演变特征进行定量化分析,在此基础上对研究区近30年来土地利用格局变化规律的驱动机制进行探讨。论文的主要结论包括以下几点:(1)从土地利用变化分析结果看,三个流域各土地利用类型面积变化的共同点是林地、草地和建设用地总体呈增加趋势,与其他两个流域相比,王东沟流域园地面积总体呈增加趋势,耕地、未利用地和水域均有不同比例的减少,且耕地、林地和草地占优势地位,林地、草地和未利用地在研究内表现出较明显的变化速率且近30年来变化最明显是林地和草地与园地和耕地之间的相互转化。(2)从景观类型水平和景观级别水平两个层次的指数分析结果看,由于人类活动的干预,景观格局变化较显著,总体来看,流域内景观整体破碎度减少,景观优势度和优势斑块的连通性呈持续增加趋势,这主要是林地和草地斑块面积增加,景观优势类别对景观的控制作用增强导致的。(3)从土地利用格局变化驱动机制来看,自然因素引起的景观格局变化幅度相对较小,社会经济因素在各流域土地利用格局变化过程中起到关键性作用,主要包括人口增长和结构变动、市场经济、科技、政策等因素,在不同时期发挥主要作用的影响因素不同,其中天然林保护工程、退耕还林(草)、三北防护林工程等政策起到了至关重要的作用。(4)本文基于高分辨率卫星影像,在小流域尺度上定量分析了黄土高原典型小流域土地利用格局变化的特征和规律,将ArcGIS基本空间分析功能和景观指数计算相结合,从景观生态学角度分析,使土地利用格局变化分析结果更有说服力。通过对土地利用格局变化的驱动机制的分析,可以看出对于黄土高原小流域这些生态脆弱区来讲,在保持经济发展的同时还需要继续实施退耕还林(草)等政策,保护退耕还林(草)的成果,这样才能保证黄土高原今后的生态植被恢复、生态环境的可持续发展。此外,高分辨率卫星影像为流域土地利用格局演变分析提供了较为详细的数据支撑。