根据杨峪河流域的景观特点，选取三个典型小流域，采用3S技术和实验监测手段，按照景观生态理论和多元线性回归统计分析方法，对三个典型小流域提取土地利用信息，并对流域进行了景观格局现状分析、水质时空变化特征分析、以及景观特征对水质的影响分析。通过分析得到三个小流域土地利用配置存在的问题，并提出以水源保护为目标的流域景观格局优化方案，主要结论如下：（1）根据土地利用类型将流域划分为三大功能类型，牛耳山流域属于生态防护型景观，发挥生态防护效益的景观斑块，总面积43.35km~2，以林地为主的单一土地利用模式下，斑块破碎化程度较低，保持景观的完整性；野猴沟流域属于经济生产型景观，发挥经济生产功能的景观斑块，总面积15.97km~2，以灌木林地和果园相结合的土地利用模式下，景观斑块破碎度程度较高，景观完整性差；南沟流域属于生活服务型景观，提供生活服务功能的景观斑块，总面积55.08km~2，以林地和耕地相结合的土地利用模式下，景观斑块破碎化程度最低。（2）流域景观格局特征分析显示，牛耳山小流域中，优势景观为森林，森林和灌丛景观被边缘割裂的程度较高，流域中景观呈现团聚但相互不邻接；野猴沟小流域中，优势景观是果园，果园在整个流域内分布分散，流域中景观要素分布较为分散且不邻接；南沟小流域中，优势景观是耕地，耕地分布面积较大且集中，景观斑块的边缘密度较小，景观要素分布集中且相互邻接。（3）通过景观格局与水质的分析表明，牛耳山小流域CODCr、BOD5、TP指标值较高，达到了Ⅳ水质标准，主要影响因素是散布与并列指数较小；野猴沟小流域TN、NH4+-N、NO3--N指标值都较高，达到了Ⅳ水质标准，主要影响因素是散布与并列指数较大；南沟小流域TP指标值比其他两个流域高，达到了Ⅳ水质标准，主要影响因素是分离度较大。（4）基于水源保护目标下，在牛耳山流域中，将耕地布置在流域的上游地区，或者加强河谷两侧防护林措施，耕地景观中可以布置一些其它类型的“汇”景观如森林、草地、灌木林地等；在野猴沟流域中，将园地优先转换为草地或林地等这类“汇”景观，或将多而散的荒草地小斑块转换为草地，使整个景观形成紧密的格局；在南沟流域中，应将低海拔、离水源近的“源”景观转换为“汇”景观，或者将“源”景观布置在流域上游区域，将该流域中小斑块转换为“汇”景观。