秦岭山系是我国南北重要的地理分界线,处于亚热带和暖温带的过渡区域。本文选择陕西省境内的秦岭地区作为研究对象,通过查阅国内外相关文献和多次试验,设计了适合秦岭山地土地利用/覆被变化的以遥感与GIS技术结合为主线的研究方法。利用MODIS NDVI、TM影像、DEM、气温、降水、径流等数据,深入分析了秦岭地区LUCC (Land use and land cover change,土地利用／土地覆被变化)时空变化特征及气温、降水、径流的环境响应,对秦岭地区生态环境变化的定量研究具有重要意义,并获得如下主要成果与进展：(1)采用AG (Asymmetric Gaussians)算法对MODIS NDVI数据进行时间序列重建,结合DEM数据及变异系数、线性趋势线斜率方法,分析了2000-2011年秦岭地区植被覆盖时空变化情况,结果表明,①在水平空间上,区域内植被时序稳定性与其离人类聚集区远近呈逆向分布,山区森林和山间灌木林时序稳定性较高,居民地周边农田和山间沟谷农林混合植被年际波动较大。②2000-2011年秦岭地区植被生长状况,整体呈现改善趋势,山区腹地和远离城市的农田改善趋势明显,山区森林和沟谷灌木林相对稳定。③秦岭地区NDVI随海拔升高先增加后降低,最大值在海拔1500-2000m范围内,最小值在海拔<500m范围内,海拔>2000m的区域NDVI值较低。NDVI值除在海拔1500～2000m和>2700m范围内增加不明显外,其他海拔范围内均呈显著增加态势,且增加速率随海拔升高而减小。(2)利用AG算法重建后的MODIS NDVI数据,通过使用变化矢量法、决策树分类法、及分类后的土地利用数据,分析和揭示了中等尺度秦岭地区的土地利用/覆被变化情况,结果表明,①秦岭地区土地覆被变化较高的区域位于太白山周围、以及嘉陵江、汉江、丹江、洛河沿线,所占比例较小；农田和建设用地变化较高,但变化数量较小；低山区变化程度低,所占比例较大；高海拔区域的森林类型保持持续稳定状态。秦岭地区土地覆被变化稳定类型的面积占79.99%,呈增加趋势；土地覆被发生变化的区域主要分布在嘉陵江、丹江、洛河谷地及汉江盆地。②秦岭地区土地覆被分类决策树分类总体精度为81.92%,Kappa系数为0.79。2000～2011年,秦岭地区落叶林持续增长；农田和草地减少速率增加；建设用地增加迅速；常绿林先增加后减少。③2000～2011年,秦岭地区水域和建设用地面积增加,耕地和未利用地面积减少。水域、耕地、建设用地和未利用地在不同坡度条件下均表现出明显变化,林地、灌木林在坡度≥20°区域,才有明显变化。(3)以1970～2009年逐月气温数据为基础,并选择取2000～2009年MODIS NDVI时序重建数据,结合DEM数据,分析秦岭地区气温变化及NDVI在不同海拔、不同季节对气温变化的响应。结果表明：①年平均气温及春、冬季平均气温增加显著,分别于1994、1997和2000年出现增暖突变,春季增温速率高于冬季,且高于年平均增温速率。②年平均NDVI与年平均气温的相关性较小,而多年平均NDVI与多年平均气温的相关性在垂直方向上呈增加趋势。>2700m区域相关系数最高,表明高海拔区域对气温变化的高敏感性。在季节方面,春季平均NDVI在高程<500m区域增加显著,夏、秋季平均NDVI在高程<2000m区域增加显著,其他区域变化不明显。夏季平均NDVI随高程升高而增加的速率逐渐降低,即在高程<500m区域平均NDVI增加速率最高,1500～2000m区域最低。秋季平均NDVI增加速率最高值在500～1500m区域,增加速率最低值在1500～2000m区域。(4)选择位于秦岭地区南北坡的典型流域—金钱河和灞河流域,对比分析秦岭地区南北坡径流变化差异,并探寻金钱河流域径流对降水、LUCC的响应。结果表明,1960～2009年,金钱河和灞河年平均径流量呈减少趋势,金钱河的径流减少量多于灞河流域。从径流的季节变化来看,春、秋季金钱河与灞河流域平均径流量均显著减少,而金钱河流域在冬季也显著减少。金钱河流域年平均径流量减少主要受人类活动(LUCC过程)的影响,人类活动对季节平均径流量的影响程度表现为春季高于秋季。秋季平均径流量减少受到降水量变化与人类活动双重作用。