随着煤炭的长期开采,矿区土地遭到严重破坏,由此产生的矿区生态环境破坏和污染物排放问题,对矿区可持续发展乃至区域生态安全构成了严重的威胁。矿区生态环境综合治理与生态修复已迫在眉睫,科学的生态修复需要遵循相应的土地生态发展规律,才能重建矿区生态系统。因此,需要系统地研究矿区土地生态质量时空分异,洞悉土地生态变化的影响因子,据此进行精准生态修复,这对于改善矿区生态环境、实现矿区土地可持续利用等具有重要意义。本文以焦作矿区为研究区,利用3S技术,整合基础地理数据、样点监测数据和遥感数据,通过土地生态质量评价指标体系构建、指标数据获取、指标权重和评价单元确定和评价模型优选,对研究区土地生态质量进行评价,在此基础上多角度分析土地生态质量的时空变化规律,识别土地生态质量变化的驱动因子,以期为矿区生态修复和土地复垦提供理论依据。主要研究结果如下:(1)构建了包括生态基础、生态结构、生态效益与生态胁迫4个准则层和12个指标在内的评价指标体系,该指标体系综合了研究区生态的多个方面,可客观反映因矿区自然-人类活动而引起的土地生态变化过程。(2)集成研建了土地生态质量评价指标时序数据获取方法体系。针对评价指标时序数据的实际困难,在充分利用历史数据的基础上,研究了土壤有机质时空反演方法、时序NPP数据重建方法、多源数据融合的时序土地利用类型数据获取等技术方法,实现4期土地生态质量指标数据的精准、快速获取。(3)在明确评价单元、评价指标标准化等评价问题基础上,基于改进的层次分析法确定了评价指标的权重,确立了基于综合指数法的矿区土地生态质量评价模型,完成研究区4个准则层指标评价结果分析和土地生态质量综合评价结果分析。结果表明:1990-2015年间,矿区生态基础分值呈不断上升的趋势;生态结构分值呈不断下降趋势;生态效益分值经历了先降后升的变化趋势;生态胁迫分值处于不断下降趋势;生态质量综合指数整体上呈先升后降的变化趋势。整个研究区,土地生态质量评价结果呈现一定的地域分异,其中生态质量等级为优、良的评价单元面积4期占比分别为41.65%、51.41%、44.31%和41.85%,经历了先增后减的变化趋势,主要集中在东部平原农田区;等级为差、一般的评价单元面积4期占比分别为36.36%、21.53%、34.40%和35.95%,经历了先减后增的变化趋势,与高等级相反,主要分布在西部、北部采矿区及南部建成区。(4)通过空间关联分析、扇面分析及通径分析等方法,从空间关联性、空间方向差异等不同角度分析了土地生态质量的时空分异,并识别引起土地生态质量变化的驱动因子,明晰各因子之间及对土地生态质量变化的相互作用和变迁。结果表明:1990-2015年,空间关联上,土地生态质量表现出较强的空间集聚性,生态质量热点(H-H)和冷点(L-L)集聚区域均发生了不同程度的变化,其中热点区域在东部农田区小幅变动,位置相对固定,而冷点区域在北部矿区和南部建成区反复变动;空间方向上,土地生态质量高值区主要集中在东北(NE)顺时针到东南南(SSE)的方向上的东部农田区,低值区方向与之相反;影响因子上,各驱动因子对土地生态质量变化有着不同程度的直接和间接影响,其中工矿用地干扰度指数变化影响最大。