三峡库区是中国生态环境脆弱区之一,库区土层贫瘠,保土保水能力差,随着三峡库区人口的急速增长,库区资源相对不足,环境承载能力逐渐减弱,人地之间的矛盾日益突出,特别是三峡工程建设过程中,大规模的移民和城镇整体搬迁引起三峡库区土地利用利用／覆被发生重大改变。土地利用／覆被变化会引起一系列的生态环境问题,土壤侵蚀、生态系统服务功能的改变等均受到热切关注。本研究在土地利用／覆被变化理论、景观生态学理论、空间分析理论、土地利用优化配置理论及RS、GIS技术的支持下,通过三峡库区TM影像解译及MODIS数据、地形数据、土壤数据、气象数据、森林资源二类清查数据与社会经济数据的数学模拟和地统计分析,研究了三峡库区土地利用／覆被变化特征、景观格局动态与影响因素、生态系统服务功能及土壤侵蚀的土地利用结构控制。主要研究结论如下：(1)基于1988年、2000年、2007年3个时期遥感影像,运用动态度模型、信息熵模型、土地利用综合程度模型和土地利用转移矩阵等研究方法,分析了三峡库区土地利用／覆被动态变化与空间分异特征。结果表明：三峡库区的土地利用特点以林地和耕地为主导类型,两者占库区总面积的85%左右；三峡库区幅员辽阔,区域分异明显,林地空间分布呈现出东部多西南部少的特点,而耕地空间分布与林地相反,呈现出西南部多东部少的特点；19年间,三峡库区土地利用类型发生了较大的变化,林地面积和城镇面积大幅增加,耕地面积明显下降；三峡库区土地利用变化的区域分异明显,西南部地区土地利用类型变化幅度低于东部地区变化幅度。研究期间三峡库区土地利用类型之间的转化模式主要表现为：林地与耕地之间的相互转化；林地和草地之间的相互转化；耕地和草地之间的相互转化。三峡库区土地利用变化过程中,耕地的面积持续减少,而库区人口激增,人均耕地面积迅速减少,随着城镇面积急速扩张,逐渐加大了人-地之间的矛盾；19年间库区土地利用程度逐渐下降,在一定程度上缓解了土地压力；随着林地、水域面积等生态用地面积的持续增加,三峡库区生态环境得到改善。(2)从研究区总体尺度和区域尺度考虑,采用景观指数的研究方法,分析了1988-2007年三峡库区景观格局的变化情况。结果表明：研究期间三峡库区景观格局发生较大变化。在库区整体尺度上,林地平均斑块面积增加,斑块数减少,斑块密度减小,斑块形状逐渐简单。研究期间林地破碎化程度有减缓趋势,林地面积逐步扩张。林地景观在各区域分布不均,库区东部和中南部各指数变化幅度大于西南部地区；耕地斑块数下降,斑块密度增加,平均斑块面积呈明显减小,耕地的破碎化程度呈增加的趋势,耕地景观在各区域分布主要表现为西南部和中北部各指数变化幅度较大。草地景观的斑块数和斑块密度下降明显,平均斑块面积明显增加,可见草地斑块破碎化程度下降,在空间分布上不均衡。城镇景观斑块数明显增加,平均斑块面积和斑块密度显著增大,表明城镇景观的扩张趋势。未利用地和水域斑块数和斑块密度减少,平均斑块面积持续增加,未利用地和水域破碎化程度下降。从三峡库区景观格局整体变化趋势来看,1988-2007年三峡库区景观多样性指数和均匀度指数分别由0.92和0.52增加至1.09和0.61,散布与并列指数由37.01%增加到47.23%,表明三峡库区总体景观结构组成成分的复杂性增加,景观类型向多元化方向发展,各景观类型之间变得彼此邻近,呈镶嵌分布,呈现出多种景观要素密集分布的格局。(3)采用逐步回归模型,通过空间分析,定量分析了土地利用景观格局与影响因子的关系和影响大小。结果表明不同土地景观类型的影响因素互不相同,自然因素是制约林地、草地和未利用地分布的关键因子,城镇的分布主要受到人文因素的影响,而耕地和水域受到自然和人文因素的共同作用,总体上来说,气候(年均气温、年降水量)和地形(坡度、海拔)对三峡库区土地利用类型分布的作用比较明显,是形成三峡库区土地利用景观分布格局的主要因素。(4)基于三峡库区土地利用／覆被变化数据,采用生态系统服务功能评估模型,定量评估了三峡库区生态系统服务功能。结果表明：1988-2007年三峡库区生态系统服务功能价值总量增加了144.04亿元,生态环境质量明显提高,土地利用类型得到改善。从土地利用类型生态系统服务价值来看,林地和耕地类型的经济价值总量占三峡库区生态系统经济价值总量的90%左右,耕地的变化对三峡库区的生态环境质量有负面效应,而林地、草地和水域对生态环境质量起到正面效应。生态系统服务功能价值从区域分布情况来看,地形复杂的东部地区林地面积大,生态系统服务价值较大,以低山丘陵为主的西南部,生态系统服务功能较小。(5)基于降低土壤侵蚀风险评估,对三峡库区土地利用结构进行优化。优化后,三峡库区森林面积增加约5900km2,森林覆盖率提高约10.3%,达到59.13%,耕地和灌草地面积分别下降至33.84%和3.78%。增加的林地主要来源于坡度较大的耕地、坡度较小且海拔较低的灌草丛以及未利用土地。土地利用结构优化后,三峡库区土壤侵蚀模数、土壤侵蚀量平均为2514.741t km-2a-1、145.02×106t,分别减少446.731km-2a-1、25.71×106t,降幅为17.76%。表明优化土地利用结构可使三峡库区土壤侵蚀得到有效控制,库区生态环境明显改善,有利于三峡库区可持续发展。