怀来县作为“环首都绿色经济圈”及北方重要的生态屏障,其土地利用生态安全状况不仅关系县域的土地资源利用和生活环境,还对首都周边土地生态可持续发展带来影响。近年来城市化进程极大的改变了原有生态系统和环境,对该县乃至更大区域的土地生态安全构成了严峻挑战,众多学者对土地生态系统安全评价进行了广泛研究,但建立土地生态系统安全评价指标体系时,既应该考虑研究区的现状特点,又要考虑能够反映区域主要土地生态系统问题因果关系,同时兼顾研究的时间和空间尺度,目前这方面的研究还不够完善。如何合理构建土地生态安全指标体系,分析区域土地利用生态安全演变规律,对于维护生态环境保护机制,建立生态文明制度至关重要。基于RS、GIS技术平台,以1996年、2004年、2012年怀来县土地利用解译图为基础,对怀来县1996~2012年期间的土地利用变化、景观空间格局特征和演变进行系统、全面的分析,并根据变化趋势及现状状态引入排序分析方法,对影响怀来县土地利用景观格局变化的因素进行分析。基于此,从土地承载力、土地生态系统稳定性和土地景观格局方面构建土地利用生态安全评价指标体系,以3km×3km网格为评价单元,对怀来县土地利用生态安全演变及预测进行研究,主要得出以下结论:(1)在1996~2012年不同期段内怀来县主要以未利用地、林地为大宗土地利用类型。总体上呈现建设用地、园地、林地增加和耕地、水域、未利用地减少的趋势。耕地和未利用地大量转为建设用地,其它地类之间均有相互转化。水域和林地的重心基本未发生变化,园地重心变化最大,移动距离为3394m,其它地类次之。(2)从时间尺度和空间尺度两个方面对怀来县景观格局指数进行计算分析,结果表明:1996-2012年怀来县林地和未利用地等优势景观类型面积降低,景观形状在总体上趋于简单,破碎化程度加剧。香农多样性指数、香农均匀度指数、散布与并列指数高值区主要分布在怀来县的中部地区,并向南北方向依次降低,蔓延度指数则呈现相反趋势,表明怀来县中部地区景观类型多样并存在优势景观类型,但景观中小斑块数量较多,连通度较小。时空方面对比分析可知怀来县景观指数在区域内部变化存在不均衡性。(3)从自然和社会经济两方面选取指标,引入排序分析方法,探讨土地利用景观格局形成的规律。研究表明人口密度、GDP密度以及地形地貌对土地景观格局产生较大的影响。(4)1996~2012年怀来县用于生物生产的土地面积呈下降趋势,土地承载力指数下降了4.44×104ghm2;同时土地生态系统稳定性指数平均值由0.6257下降到0.5914,其中县域中部下降明显;土地景观格局指数平均值由0.53下降至0.43,在县域中南部明显降低;综合土地利用生态安全指数平均值由0.68下降至0.65,土地生态安全状况下降明显,其安全指数的变异程度上升,变化幅度加大,空间关联性下降,空间异质程度上升。在1996~2012年期间总体上怀来县土地利用生态状况在多种影响因素的干扰下呈现下降趋势,区域内部分异变化明显和复杂。预测表明在短期内除西南部山地丘陵区稍保持现状以外,其余大部分地区均呈现下降趋势。