随着社会的进步,生态环境问题越来越受到世界的普遍关注。北京地区的生态环境比较脆弱,尤其是风沙问题一直困扰着北京的发展。近年来为保障北京的生态安全和改善环境质量,国家和政府投入了巨大的财力和人力,把风沙防治作为生态环境建设的重要组成部分,开展了一系列的防沙治沙工程,使其生态环境得到一定程度的改善。但从总体上分析,北京市的生态环境状况还比较脆弱,生态质量不高,其防沙治沙任务仍然十分艰巨。鉴于此背景,本文选取北京市重点风沙危害区—延庆风沙区为典型区域,以1962～2005年地面气象记录和三期TM影像(1989年、1996年和2005年)为主要数据源,运用3S技术,结合野外观测、景观生态学、生态风险理论和自然灾害理论,进行景观生态风险研究,客观分析和评价了区域景观结构生态风险和风沙扩散风险水平,并对风沙扩散灾害进行了模拟。在此基础上,应用景观生态学原理,从理论和方法上探讨区域景观格局优化配置问题,以期为当前区域生态风险水平下减少风沙扩散灾害找出切实可行的格局优化模型。本文包括如下几个部分:首先,根据研究区特点,收集并处理图形、图像和文字数据,在GIS中构建研究区基础数据库;其次,结合景观生态风险理论,以1996和2005两期遥感影像为数据源,以人为活动为风险源,通过Frag软件计算得到的景观格局指数去构建景观生态风险指数,并划分风险小区,进行风险指数计算,最后通过克里格插值,把风险结果反映到空间上。结果表明:2005年区域内的生态风险相比1996年整体上有了很大的降低,生态环境得到了很好的改善,但是区域内的高生态风险区仍然存在。第三,根据自然灾害风险理论方法,本研究从致灾因子和孕灾环境两个方面出发,在深入分析了降雨、风等气象致灾因子的基础上,选取植被覆盖度、土地利用类型、植被干旱指数、土壤类型四个指标指标,建立风沙扩散的危险性评价体系,在GIS环境中实现对研究区风沙扩散风险评价,确立风沙扩散危险等级;在下垫面风沙扩散危险性评价的基础上,结合致灾风力强度,对研究区进行风沙扩散风险评价,确定研究区风沙扩散风险等级的空间分布区域,评价结果表明:风险等级从高度、较高、中等、较低到低度,所对应的区域面积分别占研究区总面积的7.57%、29.38%、14.28%、26.23%和22.54%;第四,利用地理信息系统技术,根据景观生态流运行受空间距离、障碍物等因素影响的原理,构建累积耗费距离模型,并结合风险扩散风险评价,在GIS系统中实现风沙扩散致灾情景的模拟。第五,从景观功能角度出发,通过景观结构生态风险评价结果和风沙扩散生态风险评价结果的结合来分析景观生态功能空间强度,通过累积耗费模型构建生态廊道和生态结点,从而对研究区进行格局优化。现在国内外对风沙灾害危险性评价及治理对策的研究比较多,但从风险角度分析风沙扩散,并把景观结构生态风险和风沙扩散生态风险评价与景观生态功能空间特性相结合寻找防治风沙扩散的模式的研究较为欠缺,本文致力于这方面的研究与探讨。选题以景观生态风险理论、景观生态学理论为指导,运用3S技术和最小耗费模型等新方法,综合多个多学科知识,在理论基础上做防沙治沙方面的探索,为风沙防治、灾害预防提供科学依据,有一定的理论创新意义。