川西北亚高山林区是我国云、冷杉暗针林集中分布区，也是天然林保护工程的重点实施区域和长江上游的生态屏障。本文以1985 TM、2005 SPOT5遥感图像、森林分布图、森林资源二类调查数据、地形图、土地利用规划图和外业调查数据和其它文字材料为基础，在遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术的支持下，结合数字高程模型(DEM)，应用景观生态学的相关原理及方法，从时间序列上和空间尺度上研究区域的景观格局及其变化，详细系统的分析了研究区域的景观生态结构、景观格局现状、动态变化和生态评价过程，在土地利用变化的基础上进行生态区划，提出景观生态分类，建立以生态恢复重建为目的区域景观优化配置，探索研究区域天然林景观生态恢复途径和方法，对我国天然林保护地区的生态系统恢复和管理具有重要意义。在此过程中，本文主要取得以下的成果和进展。(1)对研究区域的地形图进行校正、矢量化、错误修改、拼接，在ARC／INFO通过线性内插(LINEAR)和非线性内插(QUINTIC)中生成DEM，用检查点法和剖面分析法进行精度检验。结果表明：利用检查点的方法检验时，非线性插值精度较高；在利用剖面分析法时，任意方向上的误差较小，Y方向上的误差较大；地势陡峭的山区，非线性插值精度较高，在地势较为平坦的区域，两者精度相差不大。(2)在ArcGIS下，对DEM进行坡度、坡向的提取进行高程分带处理，研究区域的陡坡和平坡所占的比例较大，其次是斜坡。平坡主要集中在丘陵和河流地区，陡坡的比例稍高于平坡，表明了研究区域的地势比较陡峭。(3)对SPOT5遥感影像的处理中，利用研究区域的DEM数据对遥感影像实施正射纠正，很好地消除地形对遥感影像的影响。因此，对我国地形复杂山区林地而言，利用DEM数据对遥感影像进行正射纠正具有很重要的作用；对传感器波段特性、遥感影像统计特征分析、计算各波段的熵值、标准差和相关系数的基础上定量得出：研究区SPOT5多光谱以412的波段组合效果最佳。(4)借助于ERDAS IMAGE 9的AutoSync模块，把已经过几何精校正的SPOT5(10×10m)多光谱影像作为参考图像，对TM遥感数据进行地理坐标匹配和边缘匹配，大大提高了TM几何校正的精度，通过统计和计算各个波段的标准差和相关系数，计算OIF来确定最佳的波段组合，并对图像进行有监督分类和精度检验，分类结果满足生产需要。(5)不同景观类型在同一高程带的景观格局不同。随高程的增加，景观类型随着海拔的变化呈现出明显的垂直分异，在各高程带中，面积最大的3种景观依次为：〈1985〉裸崖地、高山草甸、高山灌丛(Ⅰ)—高山草甸、高山灌丛、森林(Ⅱ)—森林、高山草甸、高山灌丛(Ⅲ)—森林、草地、灌丛(Ⅳ)—森林、草地、灌丛(Ⅴ)—森林、草地、灌丛(Ⅵ)；〈2005〉裸崖地、高山灌丛、高山草甸(Ⅰ)—高山草甸、高山灌丛、森林(Ⅱ)—森林、草地、灌丛(Ⅲ)—森林、灌丛、草地(Ⅳ)—森林、草地、灌丛(Ⅴ)—森林、灌丛、草地(Ⅵ)。(6)随高程的增加，景观的多样性指数、优势度呈现一定的分布规律：多样性指数在第六高程带最大，在第四高程带最小，随后随着高程的增加，景观多样性指数有所增加，但是总体趋势随着高程的增加而减小，景观优势度分布趋势和景观多样性相反。(7)选取平均斑块面积、多样性指数、优势度、斑块密度四个景观指数，研究景观格局与坡度、坡向之间的相互关系。结果表明：对陡坡区域，所占面积比例上较大，斑块密度和多样性指数最小，斑块平均面积和景观优势度最大；缓坡区域的斑块密度、多样性指数最大，其斑块平均面积和景观优势度指数最小；阴坡区域的斑块密度最小，斑块平均面积最大，景观优势度和多样性指数较小；半阳坡斑块密度和景观优势度最大，斑块平均面积和多样性指数最小。(8)对重新分区后的高程、坡度和坡向3个地形因子与景观空间格局的相互关系进行分析。结果表明：景观格局的分布与海拔高度、坡度和坡向均有一定的相关性，农(弃)耕地多随高程和坡度的增加，分布的面积逐渐减少；有林地、灌木林地是阴陡坡中地的主要景观类型；草地是阳缓坡中地的主要景观类型。但是，各景观类型在坡向分布上差别不是太明显，由此说明地形对景观的宏观分布有一定的影响。(9)把格网样点提取的森林景观类型和DEM相叠加，在空间尺度上描述各森林景观的分布格局、地理位置或相对位置，在此基础上，对各景观要素在进行空间格局趋势分析。从而探讨森林景观分布格局的形成机制、分布规律及其空间格局的动态变化，为区域天然林生态系统的保育、恢复与可持续经营提供理论依据。(10)在水平趋势面分析：水平位置的变化对景观格局的演变产生了一定的系统影响，景观要素水平空间分布趋势在东西方向或南北方向上的地带分异不显著，景观要素水平分布趋势实质上反映了研究地区地形地势对景观格局的控制作用。(11)海拔和坡向趋势面上分析：在低海拔带上，阴坡上SI较低，且变化剧烈，该区域分布着桦木林、山杨等相对纯林的不稳定景观类型，处于景观演替的前期，演替指数相对较小；在阳坡上变化相对不大，该区域主要分布着云冷杉和桦木和的混交林景观，是演替过程中到达顶极景观格局的重要转折阶段；在高海拔地带上，阴坡的SI较大，该区域主要分布着云、冷杉林及其混交林景观，处于稳定结构状态，景观演替指数比较大；阳坡区域SI指数变化比较大，只有少数耐干早耐物分种布在高海拔地带，森林景观分布较少；在海拔大于3200米的高程带上，随着坡向的增加，SI呈现马鞍状分布；在海拔小于3200米的高程带上，随着坡向的增加，SI呈现“⌒”分布。(12)坡度和坡向趋势面上分析：坡度低于20°时，SI相对较小，随着坡向的增加，呈现一个波形的分布曲线；坡度20°-60°范围内，随着坡向的增加，SI的变化不大，呈现平稳分布；坡度60°-90°范围，随着坡向的增大，SI不断的增大，变化比较剧烈，呈现一个“∩”型的分布曲线。(13)通过矩阵转移法来研究特定时段不同土地利用类型之间数量时空变化，结果表明：有林地和灌丛景观是研究区域比较稳定的景观类型，保持着高转入贡献率和低产出贡献率，有林地的转入奉献率稍高灌丛；草地一直同时保持着高转入和转出贡献率，但是转出奉献率要高于转入奉献率。其它景观组分的转入奉献率和转出奉献率相对变化不大。(14)选取景观结构指标和生态指标，通过层次分析法和模糊评价，借助于ArcGIS的强大空间分析功能，对研究区域进行总体景观生态评价，并把评价结果和地形因素(高程分带、坡度和坡向)相叠加。结果表明：有林地的景观生态评价指数较大，在第二高程带到达最大；灌丛景观次之；其次是草地景观；裸崖地和荒山荒地的景观生态评价指数较小，裸崖地的指数在第三高程带达到最小。(15)把高程模型(DEM)、景观格局和景观生态评价结果进行叠加，在土地利用变化的基础上，进行景观生态分类的研究，从空间和时间上研究不同地形的景观格局的生态过程和景观生态恢复措施，建立以生态恢复重建为目的区域景观优化配置和生态重建，探索研究区域天然林景观生态恢复途径和方法。