黄河中下游地区是中华文明的发源地，是我国最重要的粮食核心区和主产区之一，担负着国家粮食安全的重大责任。该地区农业耕作历史悠久，农业景观的时空异质性较低，农业面源污染严重，生态功能不断丧失，以往重量不重质、重食物本身而不重生态系统服务（供给、支持、调节、文化）和非农生物多样性、重开发利用而不重规划保护、重经济效益而不重生态效益的种种认识和做法，明显存在缺陷。在黄河下游全国粮食主产地区，定量化分析农业景观生态系统格局动态变化对景观生态系统功能和生态系统服务影响的研究较为薄弱，对研究区主要生态限制因子和粮食生产核心区非农物种多样性特征进行定量化分析评价较少，在新农村建设过程中人与自然和谐相处、可持续发展的机制与优化方式研究并不透彻。研究区景观结构不合理，需要优化设计。　　本文首先基于2014年封丘1:10000土地利用现状图，通过ArcGIS9.3矢量化得到研究所需的2014封丘景观格局类型图，并对2014年研究区景观格局的基本特征进行分析，同时选取组分数、斑块间的链接数、整体连通性指数，分析研究区林地景观连接度；其次，借助1990年、2002年、2009年和2013年四期遥感影像，分析封丘县景观格局的时空动态变化，在此基础上分析并评估封丘县的经济效益、社会（文化）效益和生态效益，定量分析影响封丘县生态效益最大化的主要限制因子；最后，基于本体优化系统，对研究区景观格局进行多目标优化，构建该地区景观格局系统，并基于研究区林地景观连接度验证优化结果，提出研究区调控对策。主要结论如下：　　（1）景观组成面积差异明显。2014年研究区景观基质为水浇地，面积占比最大，占总面积的72.07％；农村居民点用地面积占比次之，占总面积的11.43%；林地面积较小且斑块分布比较分散，占总面积的5.21%；其他景观类型面积比较小，均未超过总面积的3.00%。　　（2）2014年林地景观连接度呈现规律变化。随着景观距离阈值从500 m、1000 m、1500 m、2000 m、2500 m、5000 m增加到7500 m，林地景观斑块组分数值（NC）逐渐减少，景观整体连通性指数不断增大，当景观距离阈值为7500 m时，景观斑块组分数值（NC）减少到1，景观整体连通性指数最大，为0.0000968。　　（3）景观异质性变化特征显著。从1990年到2013年的24年间，研究区耕地总量变化不大，但期间变化较大；建设用地的变化，主要体现在城镇居民点和工矿用地的增加并向各个方向蔓延；未利用地逐年减少，耕地后备资源严重不足。区内以农业景观为主，农用地面积最大，其中，分布于研究区南部的水田景观面积减少明显。水浇地为研究区景观基质，在四个时期分别占整体面积的比例为：66.85%、64.57%、73.28%、73.09%。研究区整体景观斑块数量和最大斑块指数（LPI）动态变化表明，水浇地的优势度最大，建设用地的优势度在逐渐提高，其他景观类型的LPI值比较稳定。景观多样性有一定的波动，就本研究而言，研究区的景观多样性水平比较低。由均匀度与蔓延度指数值分析表明，研究区的景观斑块形状从1990年到2002年是趋向简化，2002年以来，景观斑块形状复杂程度达到史上较高水平。各乡镇景观动态变化差异较大，景观异质性差异突出。　　（4）黄河干扰具有显著的空间梯度效应特征。研究区自黄河向北，干扰强度的空间差异在不断减小。景观的构型不断复杂化，景观组成的均匀性不断降低，景观构型对景观组成的影响越来越小。　　（5）研究区生态服务价值呈增长趋势。研究区1990-2013年生态系统服务的总价值从57956.29万元增加到120035.96万元。其中1990-2002年和2002-2009年两个时间段的生态服务价值总量的变化量分别为28070.56万元和10373.10万元，变化率分别为48.43%和12.06%。对于单项生态系统服务价值，1990-2013年间，食物生产、气候调节、水源涵养、土壤形成与保护、废物处理以及生物多样性保护呈现增长趋势，娱乐文化价值呈降低趋势。2013年研究区各乡镇生态服务价值差异明显，其中，陈桥镇生态系统服务价值最高，为12333.87万元，其次是荆隆宫乡，而城关镇最低，为464.11万元。敏感性分析结果表明，各敏感性指数都小于1，生态系统服务的变化对生态系统服务价值系数变化不敏感，缺乏弹性，研究结果可靠。　　（6）研究区主要生态限制因子区域差异特征明显，生态环境压力增大。定量化评价表明，王村乡、陈固乡、荆隆宫乡以及黄陵镇的生态环境压力值较高，城关镇和回族乡的生态环境压力值较低。农村生态环境压力综合评价值各乡镇从1990年到2013年是增长的趋势，其中农村人口中总磷（TP）排放量、化学需氧量（COD）排放量和总氮（TN）的排放量造成的生态环境压力是最大的，农田化肥中TP排放量和TN的排放量对生态环境压力最小。对研究区耕地地力评价结果表明，全区耕地中一等地面积为10321.68 hm2，其中，陈固乡分布面积最大，占本等级耕地面积的21.58%；全区二等地面积为30378.03 hm2，其中，赵岗镇分布面积最大，占本等级耕地面积的14.12%；全区三等地面积为29884 hm2，其中，应举镇分布面积最大，占本等级耕地面积的17.14%。对灌溉分区和水资源评价研究表明，研究区在平水年尚缺水188.50×104m3，供需可基本平衡，一般干旱年缺水6998.50×104m3。近几年，由于黄河引水量不足，造成地下水超采，致使境内浅层地下水降落漏斗有逐年扩大的趋势，目前面积已达68 km2。漏斗中心水位埋深达13 m以上，地下水资源衰竭，沟渠断流、湿地萎缩、土地沙化、坑塘干涸，生态环境极为脆弱。各乡镇非农植物多样性研究表明，研究区应特别重视城关镇（县城）周边乡镇的非农植物多样性保护，尤其是城关乡、冯村乡、鲁岗乡、回族乡、王村乡和居厢乡的非农植物多样性保护。　　（7）模型系统耦合多种优化技术，适用性强。基于景观格局时空分异特征，在景观格局现状数据模型、景观生态系统服务定量化和主要生态限制因子定量化评价支撑下，通过数据驱动系统运行，对研究区景观格局进行多目标优化，绘制出了本研究区域的景观优化格局图。优化结果表明：2025年该地区占较大面积的景观类型是水浇地，占总面积的70.97%，为研究区景观基质；其次为农村居民点用地和林地，占总面积的比例分别为9.87%和7.71%；其他景观类型面积比较小，均未超过总面积的3%。最后，基于连通性指数对优化结果进行验证，结果表明，2025景观优化结果通过景观整体连通性验证结果可信可行，景观优化结果有利于研究区可持续发展和生物多样性的保护。