本文以沂河流域临沂站以上部分作为研究区,基于临沂水文站1975-2015年实测年径流资料,结合五期遥感影像资料(1975年、1985年、1995年、2005年、2015年),在GIS、FRAGSTATS等软件中计算流域各景观指标值。采用景观指数分析法分析沂河流域土地利用景观格局变化特征,运用M-K检验法、距平累积法分析流域年径流和年降水变化特征,在SPASS软件中分别对景观水平和类型水平各景观指标与径流指标进行相关性分析,确定流域各景观指标变化对年径流变化的影响情况,从而为沂河流域水土资源的保护和生态治理提供可行性意见。本文研究主要结论如下:(1)沂河流域土地利用结构和数量均发生了改变,耕地为该流域的主要土地利用类型,占据了流域面积的60%以上。在不同的研究时期,各地类变化幅度不同,综合土地利用动态度呈逐渐增加趋势,表明沂河流域土地利用正处于快速发展时期。各土地类型之间转移变化较为频繁,耕地主要流向建设用地和林地,未利用地主要流向建设用地和耕地。(2)建设用地是沂河流域破碎度最高的景观类型,耕地和草地趋向破碎化方向发展,林地和建设用地趋向集中化。景观形状指数较高的景观类型是草地和建设用地,林地和水域受人类活动影响较大,景观形状指数较低,自我相似性较高。流域的香浓多样性指数和均匀度指数均逐渐增大,表明沂河流域的土地利用景观丰富度和复杂度逐渐提高,流域景观类型逐渐趋向均匀分布。景观聚集度指数和蔓延度指数先减小后增加,分离度指数先增加后减小,表明沂河流域景观类型先趋向分散后趋向集中,尤其是林地和建设用地集中化趋势最为明显。(3)沂河流域径流量主要集中在7-9月,多年平均径流量为14.33亿m3,径流量年际极值比达到62,年径流变差系数为0.71,径流量的年际变化幅度较大,径流极不稳定。通过M-K检验得出流域年径流和年降水均呈上升趋势。降水主要集中在6-9月份,多年平均降水量为770.53mm,降水量的年际极值比为2.76,降水量年际变化剧烈。流域年径流受年降水影响较大,径流主要由降水补给而来,但年径流量的波动幅度要远远大于年降水量的波动幅度,因此沂河流域年径流量除了受降水影响外,还受土地利用景观格局变化等人类活动的影响。(4)在景观水平上,蔓延度指数、聚集度指数和径流深呈负相关,分离度指数、多样性指数和均匀度指数和径流深呈正相关。在整个研究时期,香浓多样性指数和均匀度指数逐渐增加,流域的径流量也呈上升趋势;从具体的的研究时期来看,1975-1995年,流域的聚集度和蔓延度指数逐渐减小,分离度指数逐渐增加,流域在这段时期的径流量是显著增加的;1995-2015年,流域聚集度和蔓延度指数逐渐增加,分离度指数逐渐减小,流域在这段时期的径流量有所下降,这与流域年径流量的变化特征大致符合。(5)在类型水平上,耕地景观的散布与并列指数、最大斑块指数和斑块所占景观面积比与径流深呈负相关,边缘密度、景观形状指数和径流深呈正相关,耕地面积在研究时期呈现逐渐减小的趋势,且减小速度越来越快,耕地斑块所占景观面积比、最大斑块指数呈现逐渐减小趋势,耕地形状逐渐复杂化,促进了表面径流的增加;林地景观的斑块所占景观面积比与径流深呈正相关,景观形状指数和径流深呈负相关,近年来,退耕还林政策和生态林、果园林的大面积建设使得流域内林地成片增加,林地朝着有利于径流保持的方向发展;草地景观分离度指数和径流深呈现正相关关系,散布和并列指数、最大斑块指数、斑块所占景观面积比和径流深呈现负相关关系,1975-1995年,随着草地不断开荒成耕地,草地斑块逐渐破碎化,最大斑块指数逐渐减小,草地朝着促进径流增多的方向发展,1995-2015年,退耕还林还草和生态保护政策的进行使得耕地逐渐撂荒成草地,草地逐渐由小斑块连接成大斑块,增加了径流的下渗,促进了径流量的减少;对于建设用地景观来说,斑块所占景观面积比、平均斑块面积、边缘密度、连通度、最大斑块指数与径流深呈现正相关关系,分离度指数、散布与并列指数与径流深呈现负相关关系,随着城市化进程的加快,流域建设用地朝着集中化的趋势发展,建设用地的连通度、平均斑块面积、最大斑块指数呈现逐渐增加的趋势,减少了径流消耗,促进了流域径流量的增多。