河流作为城市景观的重要组成部分，既是一种重要的自然地理要素，增加了城市景观多样性，更是重要的生态廊道，发挥着不可替代的生态功能。然而受到城市化过程中剧烈的人类活动干扰，人工建筑物不断增加，土地利用结构剧烈调整，不仅改变了自然景观的面貌，而且影响了景观中的物质循环和能量分配。由此导致的水资源短缺，城市雨洪灾害和水环境污染等问题，致使城市河流成为人类活动与自然过程共同作用最为强烈的地带之一。北运河水系是北京市五大水系之一，承担着中心城区90％的排洪任务。根据北京市环保局公布的2003-2008年河流、湖泊水环境质量状况，市区北运河水系整体水质在五大水系中最差。因而研究北京市北运河水系河流水质的时空变化特征，继而探讨其受景观格局的影响程度，从景观规划入手进行非点源污染的防治，对于开展北京市水资源保护和可持续利用具有非常重要的意义。本研究在北京市北运河水系水质调查和流域景观格局特征分析的基础上，利用多元统计分析方法开展了区域景观格局与河流水质响应关系及其尺度效应的研究。　　本文选取北京市北运河水系干流及一级支流作为研究对象，通过2011年雨季中和雨季后两期河流水质样品采集及水质指标监测，应用统计分析和空间分析方法评价北京市北运河流域水环境质量的时空分异特征。利用SWAT(Soil and water-assessment tool)划分子流域的模块，以监测断面为流域出口点进行子流域的划分，确定各监测断面的水质控制范围。通过解译2009年研究区SPOT5高分辨率卫星遥感影像，提取研究区土地利用信息，基于构建的景观格局指标体系，评价研究区景观格局特征。　　本研究通过逐步回归方法建立了景观格局变量与单一水质指标之间的回归方程，揭示了流域景观格局与河流水环境质量的关系。研究结果表明：　　(1)斑块类型水平上的景观格局指数对水质参数的预测能力较景观水平上的指标强。　　(2)体现各景观组分空间布局的指标对水质的影响较大，不同地类的斑块密度(PD)、最大斑块指数(LPI)、边界密度(ED)及散布与并列指数(UI)对河流水质的解释能力较强。　　(3)景观比例因子中草地面积比例(AGR)、未利用地比例(UND)及水域比例(WAT)对水质影响较大。　　(4)本研究区位于地势平坦的华北平原区，且城市化程度较高。体现流域自然特征的流域面积ARE和平均坡度SLO均未进入回归方程。　　(5)从景观特征对水质影响的时间变化来看，雨季中景观特征对TSS、NH4+-N和TN的预测能力(R2分别为0.646、0.846和0.792)较雨季后强(R2分别为0.489、0.830和10.406)。　　在此基础上，应用冗余分析(RDA)定量化流域景观格局要素对河流水质空间分异的贡献率，进一步提取出支配水质空间分异的显著景观变量。分析结果表明：　　(1)以景观比例和反应景观空间布局的指数作为环境变量能够解释雨季中河流水质空间分异的60.3％，比仅以景观比例作为解释变量时对水质分异的总解释变异(46.9％)高。　　(2)从季节差异上看，景观格局变量能够解释雨季中河流水质空间分异的60.3％；而Monte Carlo检验结果表明，雨季后排序轴与水质和景观指数之间无显著相关性。　　(3)斑块类型水平上的景观格局指数比景观水平上的指数对水质参数的预测作用更强；体现各景观组分空间布局的指标对雨季中水质的影响较大，不同地类的斑块密度PD、最大斑块指数LPI、边界密度ED对水质变异的解释力显著。　　(4)景观比例因子中WAT和UND对水质影响较大。　　(5)偏蒙特卡罗置换检验结果表明，水域斑块密度(PDwat)、林地最大斑块指数(LPIfor)和UND对雨季中水质的解释力累积达到44.8％，占总解释变异(60.3％)的74.3％，这三个指标可有效表征雨季中汇水区景观格局对水质的影响。　　继而探讨了景观格局与水质响应关系的多尺度效应及阈值现象，分析结果表明：　　(1)全流域及各尺度河岸带缓冲区范围上景观格局变量对水质空间分异现象的解释比例均大于60％，说明景观格局要素是控制区域地表水水质空间分异的主导因素。　　(2)与全流域范围相比河岸带尺度上景观格局特征对水质分异的解释比例更大，100m河岸带缓冲区是景观格局对水质影响最大的岸边带范围。　　(3)进一步在不同研究尺度上基于前向选择法和Monte Carlo Permutation检验方法筛选出建筑用地斑块密度(PDurb)、水域最大斑块指数(LPIwat)、UND、LPIfor为影响地表水环境质量空间分异的主要控制变量。　　(4)河流水质指标对区域景观格局的响应是非线性关系，100m河岸带尺度上，建筑用地斑块密度PDurb、水域最大斑块指数LPIwat及区域总不透水面比例TIA与河流营养物指标之间的关系存在明显的阈值效应，跃变点分别为35～40n/100ha、4％和50％；CODCr和TSS对景观变量的响应未表现出明显的阈值现象，仍需相关研究案例的积累以得出普适性结论。　　最后，根据本文景观格局与水质响应关系及其多尺度效应的研究结果，得出一些以非点源污染防治为目的的景观格局规划措施方面的启示。