石羊河流域是我国水资源开发程度最高的内陆河流域之一，深居欧亚大陆腹地，远离海洋，水资源形成条件差，对气候变化及人类活动干扰表现出少有的脆弱性，是干旱地区典型的水资源脆弱带，易在外界作用下由一种形态滑向另一种形态，敏感性和易变性强。近2ka来在气候变化和人类活动的双重影响下，生态环境逐步恶化，尤其近50a来，引发了水资源紧缺、水土流失、冰川萎缩、河川断流等一系列水资源环境恶化问题。特别是下游民勤县，地表植被大片枯死，天然绿洲不断缩小，荒漠化土地面积日益扩大，沙尘暴危害加重，以该地区为中心的阿拉善高原成为我国沙尘暴爆发的三大源区之一，引起了国内、国际社会的高度关注。要改变这一严酷的现实，必须首先深刻认识流域尺度下景观格局随环境因子梯度的演变规律及相互关系，探寻其与流域物理环境及人类活动的关系，为流域景观总体规划管理提供科学依据。　　基于GIS技术，利用移动窗口法，首先分析了1987年、2000年和2010年石羊河流域整体景观格局及其时空分异特征；然后根据2000年流域本身自然地理梯度特点，分别沿河流流向梯度(Tr1)和垂直于河流流向梯度(Tr2)设置了两条样带，采样间隔为1km，获得了景观沿两个样带方向的梯度格局特征；最后，以高程、降水、气温、人口和GDP为环境因子，以景观格局指数为目标物种，利用RDA方法研究了景观梯度格局与环境因子的关系。结果表明：　　①石羊河流域内景观基质为未利用地，耕地、草地、未利用地三种土地类型间的相互转化是研究区最主要的土地利用变化形式；　　②流域景观格局指数值分布呈现明显的西南—东北向的梯度差异；　　③景观格局指数在Tr1和Tr2样带上均有明显变化。Tr1样带2010年的景观格局指数值明显低于1987年，Tr2样带景观格局指数值时间变化不明显；　　④RDA分析表明：景观梯度格局与环境因子关系密切，Tr1样带景观梯度格局与高程、降水、温度相关性较好，Tr2样带景观梯度格局与温度、人口、GDP相关性相对较强。　　最后依据累积耗费距离理论，采用最小累积阻力表面和耗费表面模型，构建生态源地、生态廊道和生态节点等景观组分来加强生态网络的空间联系，提出景观利用优化方案。