土地利用／覆盖变化可引起生态系统类型、面积及空间格局的变化，进而影响生态系统所提供的服务种类和强度。研究拜泉县土地利用变化及其生态效应，对了解区域生态环境变化，改善区域生态环境具有重要意义。本研究运用“3S”技术和统计学方法，结合生态学的方法，深入分析23年来拜泉县土地利用变化状况，探讨土地利用变化对景观格局、生态系统服务价值、区域气候和小气候的影响，为拜泉县合理利用土地、实现生态效应和农业可持续发展提供依据。本研究主要包括4个部分：第1部分对拜泉县土地利用动态变化及其驱动力进行分析，并对未来土地利用结构进行预测；第2部分对拜泉县景观格局进行分析；第3部分对拜泉县生态系统服务价值进行估算和预测，并分析生态系统服务价值及其结构的变化情况以及与土地利用变化的关系。第4部分分析土地利用变化对区域气候和小气候的影响。研究中获得的主要结论：1．拜泉县土地利用动态变化分析选择拜泉县1979、1990、2001年MSSTM/ETM~+影像，借助“3S”技术对拜泉县土地利用变化情况进行分析。得出：23年来，耕地和裸地减少，其它土地利用类型增加。从综合土地利用动态度来看，由1979-1990年的1.24增加到了1990-2001年的1.81，后一时段的转移速度要快于前一时期；从单一土地利用动态度来看，农田变化速度增加了2倍多，草地先减少后增加，变化幅度也比较大，林地、建设用地、水体、裸地的变化速度减慢。土地利用率增加了2.1％，垦殖率下降了13.7％，农业利用率下降13.45％，建设利用率增加了5.03％，林地覆盖率增加了10.19％。从这些间接指标可以看出，拜泉县用于农业用地不断减少，转而向建设用地和林地发展，同时也开发了一部分的裸地，总体土地利用程度提高了。运用典型相关性分析的方法对拜泉县土地利用变化驱动力进行分析。得出：大牲畜头数的增加是草地面积增加的驱动力；人口密度、人均纯收入的增加是建设用地面积增加的驱动力；降水量的增加、经济的发展、人民生活水平的提高是林地面积增加的驱动力；人口密度是农田转移的主要动力，而降水量的增加是农田面积减少的驱动力；生活水平的提高是裸地减少的驱动力；降水量是水体增加的驱动力。2．拜泉县景观格局变化分析运用分维数、优势度指数、破碎度指数、多样性指数等景观指数分析了拜泉县景观格局变化过程。各中土地利用类型斑块数、平均面积、平均周长都有不同程度的增减。前一时段，林地、草地、水体、裸地、农田分维数增大，建筑用地分维数不变；后一时段，林地、建筑用地分维数减小，水体、裸地分维数增大。1979年，优势度指数依次为农田＞裸地＞建筑用地＞林地＞草地＞水体，1990年依次为农田＞林地＞建筑用地＞裸地＞草地＞水体，2001年依此为农田＞林地＞建筑用地＞草地＞裸地＞水体。农田、建筑用地破碎化增加较多，水体、裸地破碎度先减小后增加，林地、草地的破碎度指数先增后减。23年间，斑块多样性指数增加了0.33。3．土地利用变化对生态系统服务价值的影响23年间，拜泉县生态系统服务价值增加了13.11％。森林、水体、草地的价值量增加，其它地类的价值量减少。拜泉县的生态系统服务价值中，土壤形成、水分调节、气体调节、气候调节、食物调节的比重比较大，而文化、娱乐、基因资源的比重较小。林地和水体对生态系统服务价值的贡献率最大，耕地基数较大，但贡献率不高，裸地、草地面积较小，贡献率也比较低，建设用地的贡献率为负数。由于除耕地和裸地减少外，林地和水体都大幅度增加，所以从生态角度考虑，该区土地利用方式是有利于生态环境好转的。生态系统服务价值与GDP的比值从1979年的10.14减少到1990年的3.84，进而减少到2001年0.96，这说明经济发展速度远大于生态环境恢复和改善的速度，生态环境一旦遭到破坏很难恢复。4．土地利用变化对区域气候和小气候的影响运用典型相关性分析的方法分别分析土地利用变化对拜泉县4-9月和10-3月区域气候的影响。4-9月，林地影响了全部的气候因子，且典型载荷比较高，因此对拜泉县气候变化的影响最为明显。10-3月，林地对降水量的影响比较大，随着林地面积的不断增加，降水量也在上升，这也导致拜泉县春旱比较轻的现象。水体的增加也是减轻春旱的一个重要原因。以地温和土壤含水量为例，研究了拜泉县农田防护林对农田小气候的影响。得出：农田防护林网格越小，地温越低，无防护林带，地温最高；距树带越远土壤含水量越大，到距树带90-100m时含水量达到最大，在100m以后土壤含水量减少；土壤含水量随深度的增加而减少，20cm的耕作层土壤含水量最高。