本文以乌裕尔河流域为研究对象,以1980年、1995年、2000年、2010年四期土地利用数据,DEM数据,及土壤数据为数据源,运用地理信息系统、统计学等研究方法,基于土地利用转移矩阵对四期土地利用的面积变化进行了空间变化分析,利用L-THIA模型对依安站集水区土地利用/覆被变化的水文效应进行模拟和分析,为合理利用土地资源、保护流域水安全提供了有效的建议和实施方案,结论如下:(1)对乌裕尔河流域1980年-2010年土地利用类型进行统计分析,结果表明:这段时期,整个流域土地利用类型中耕地面积逐步增长,沼泽湿地面积减小,并且这种变化速率逐渐增长。林地和草地的面积在2000年前是减少的趋势,随后有所恢复。依安站集水区总体与整个流域的土地利用变化趋势相同。耕地面积逐渐增长;沼泽湿地面积减少,但沼泽湿地面积变化率明显小于整个流域的沼泽湿地面积变化率。对依安站集水区的土地利用进行转移矩阵分析得出:耕地主要转化为沼泽湿地和林地,林地主要转化为耕地,沼泽湿地主要转化为耕地和林地。草地主要转化为沼泽湿地、耕地和林地。整个依安站集水区的变化趋势依然是耕地对林地和沼泽湿地的侵占。(2)经验证证明L-THIA模型对本研究区的土地利用变化对径流的影响模拟具有较好的精准度。利用L-THIA模型模拟出的乌裕尔河流域1980年、1995年和2010年三期土地利用类型,不同降水强度下土地利用类型的水文响应。结果发现:降水特征对土地利用类型变化的水文响应程度,以丰水年最为明显,其次是平水年,响应最不明显的是枯水年。土地利用类型变化对径流深的影响也存在季节性差异,尤其是降水充分的夏季。随着径流深的绝对量的减小,月径流深变化幅度随之减小。(3)对流域内4个典型子流域研究发现,流域内土地利用类型间的相互转化对径流深的影响存在较大差异,以沼泽湿地向耕地转化最为明显,径流深度减少了63.10 mm/km2;其次是林地向耕地的转化,径流深减少了34.86 mm/km2;耕地向居民地转化对径流深的影响相对较弱,径流深减少了11.23mm/km2;草地向耕地转化产生的径流深变化最弱,径流深度约减少了0.93mm/km2。研究表明,土地利用变化情况对径流的影响明显,尤其是耕地对沼泽湿地的侵占,对径流深的影响显著,直接导致乌裕尔河上游径流量减少,并威胁到下游扎龙湿地的生态安全。