随着社会经济的高速发展,城市的不断扩张,人类对土地利用的广度和深度不断加深,引起了土地覆盖的巨大变化,造成了越来越多的资源环境问题,同时也引发了一系列的社会、经济和生态问题。因此土地的利用也逐渐受到当局和学术界的广泛关注。天津市位于渤海之滨,是我国重要的港口城市。在天津城市发展的过程中土地利用问题也逐渐凸显,如土地利用结构不合理,土地利用集约度差等。同时土地利用类型的改变会引起生态景观的变化,从而引发了一系列的生态问题。本研究以天津市作为研究区域,选取了1999、2009和2013三期遥感影像作为基础数据,借助ENVI遥感软件对遥感影像进行了土地利用类型解译;结合Arc GIS的空间分析技术,计算出研究区土地利用转移矩阵;利用FRAGSTATS软件,选择能够表征景观数量面积特征、景观组分形状特征和景观组分多样性特征的10个景观指数,从景观水平和景观类型水平两个层次定量分析研究区景观动态变化,进而结合梯度分析法分析研究区从中心区向边界区景观格局梯度演变情况;研究区按照等间距采样法,划分为161个风险小区,由各风险小区的生态风险指数构建整个研究区域的区域生态风险,定量研究区域生态风险演变情况,为天津市土地利用及区域发展提供科学依据。论文取得以下主要研究成果:1.土地利用类型数量空间变化研究发现,在人类活动的干扰下,1999-2013年期间,研究区土地利用类型之间发生较大改变。耕地、建设用地作为研究区主要的用地类型,变化程度最大,建设用地面积显著增长,耕地面积显著降低。其他土地利用类型如林地、园地、水域及水利设施用地及未利用地面积变化较小,呈降低态势。1999-2013年土地综合动态度较高,土地利用类型之间转移程度较大,主要的转化发生在耕地的转出、建设用地的转入、水域及水利设施用地的转出与转入平衡之间。2009-2013年土地利用动态度远高于1999-2009年特地利用综合动态度,土地利用类型之间动态转化更趋活跃。2.景观格局总体特征变化研究区景观格局受土地利用动态变化影响,从景观水平上来看,1999-2013年景观多样性提高,各类型分布均匀,优势类型减弱,景观破碎化程度提高,景观斑块边界形状较为规则,整体边界情况趋于复杂化。从景观类型水平上,1999-2013年耕地景观更趋破碎,景观优势度降低,斑块形状趋于复杂化。建设用地景观破碎化程度降低,连接性增强,景观优势度增强,斑块形状相对规整。其他景观类型中,水域及水利设施用地景观,园地景观,景观破碎化程度增高;林地景观在前一研究时期景观破碎度增加,后一研究时期景观破碎度大幅减小,景观斑块形状区域复杂化。未利用地景观破碎化程度较低,斑块形状趋于规整。3.景观梯度变化分析从景观水平上来说,在离城市较近的梯度,景观类型丰富,且不存在较为优势的景观类型,破碎化程度高,景观斑块形状结构较为复杂;在逐渐远离城市后,耕地景观越来越占优势,景观类型相对丰富度下降,各组分分布不均匀,破碎化程度降低;而逐渐靠近北部山区,耕地景观优势度逐渐下降,林地景观优势度上升,各组分所占比例差异变小,分布渐趋均匀,破碎化程度升高,斑块形状复杂。从景观类型水平上来说,耕地景观在第2梯度带景观破碎化程度最高,随着景观梯度的增加景观破碎化程度得以缓解,第18-20梯度带受自然条件影响,耕地景观破碎化程度提高;斑块形状较为复杂,并在14-17梯度带达到最大。建设用地景观在0梯度带景观面积不断提高,景观内部连通性逐渐提高,景观破碎化程度低;建设用地景观总体形状较为规整,在18-19梯度带由于邻近山区,受地理环境的影响,景观形状较为复杂。水域及水利设施用地在第0-1梯度带景观破碎化程度较高,景观形状规整,在20梯度带景观破碎化程度低,景观形状严重偏离正方形。1999-2013年林地景观景观连接性增强,破碎化程度降低。园地景观在5-7梯度带,分布较为松散,景观破碎化程度较高,斑块形状复杂程度较高。未利用地景观主要分布在第4-9梯度带,1999-2013年未利用地景观破碎化程度提高,斑块形状随时间及开发利用强度增大趋于规整。根据土地利用景观格局梯度分布特点,将研究区土地利用景观分为城市建城区(第0梯度带);城乡过渡景观区,(第1-7梯度带);乡镇景观区(第8-18梯度带);山区景观区(第19-24梯度带)四大景观梯度区。4.区域生态风险评价分析研究区区域生态风险值1999年介于0.07-0.37,2009年介于0.11-0.55,2013年介于0.09-0.42。总体趋势为高风险区不断扩展,低风险区逐渐减少。1999年研究区生态风险以中生态风险为主,较低生态风险其次,较高生态风险等级最少。2009年整体生态风险水平较高,以较高生态风险等级为主,高生态风险区是该年份第二大风险类型。2013年高生态风险等级面积大幅降低。1999年至2009年生态风险等级由低向高转化总面积占研究区总面积的92.4%,由高向低转化总面积仅占研究区总面积的2.65%;2009年至2013年生态风险等级由低向高转化总面积占研究区总面积的0.02%;而由高向低转化总面积占研究区总面积的78.24%。1999年至2009年期间生态风险恶化情况严重,2009年至2013年生态环境得以恢复,总体来说1999-2013年天津市生态风险呈增高趋势,土地利用变化是影响区域生态风险提高的重要驱动因素。