沙坡头自然保护区地处西北干旱区,是我国北方干旱区典型的荒漠生态类型的国家级自然保护区。由于沙坡头自然保护区是腾格里沙漠东南缘沙坡头地区的重要生态屏障,因此沙坡头自然保护区对于促进区域生态环境的良性发展具有重要的作用。自保护区成立以来,在生产与生态相结合为原则的防风治沙政策的影响下,人类活动对保护区景观格局产生深刻影响,区内地表景观持续发生变化。区域景观格局的不断变化,对保护区生态环境状况以及区内原有生态过程的正常运行均产生影响。因此,及时准确的摸清保护区景观格局现状,并以此开展景观优化研究,对区域生态规划及建设具有重要的理论和现实意义。本研究以1990-2011年的遥感影像作为主要数据源,采用监督分类与目视解译相结合的方法,对5期影像的8类景观要素进行解译,得到保护区近22年的地表景观信息。采用景观动态度模型、转移矩阵及景观格局分析方法,获得保护区景观类型变化及景观水平和斑块类型水平的景观格局变化信息,并分析其驱动力因素及可能存在的现状景观问题。在此基础上,基于生态空间理论和“集中与分散相结合”的景观格局优化原则,采用最小累积阻力模型,尝试以生态适宜性评价结果表征区域景观扩张阻力来模拟景观水平生态流运行过程,识别区域主导景观最适宜发展区域及潜在生态廊道和生态关键点,在景观适宜发展区域内构建基于生态廊道、生态关键点的区域景观格局优化体系。主要研究结果和结论如下：(1)1990-2011年沙坡头自然保护区景观发生了显著变化,耕地、用材林、水域及建设用地面积增加,草地和流沙地面积减小,防护林和灌丛沙地面积呈现波动变化。研究区景观类型主要转化特征是流沙地和草地转为耕地、用材林和水域,防护林、流沙地与灌丛沙地间存在相互转化。景观动态度逐年增大,表明人类干扰强度逐年增加。景观格局分析表明,区域主导景观由以流沙地为主的自然景观向以用材林为主的经营景观过渡,区域主导景观格局变化对区域总体景观动态产生影响。1990-2007年,区域景观多样性程度逐渐增加,斑块形状不规则化程度增加,分布趋向分散和破碎化的混合排列。2007-2011年,区域景观多样性程度降低,斑块形状规则程度增加,分布趋向集中连片态势。斑块景观格局变化程度较大的景观类型为耕地、水域和流沙地,而变化程度较小的景观类型为防护林和灌丛沙地。(2)对区域主导景观进行功能分区,划分为发展区、过渡区和保护区。发展区内连片发展经营景观,过渡区引进小型植被斑块用于构建区域生态关键点及生态廊道,保护区内保留原始自然景观。同时,在耕地景观内部建立树篱或防护林网,用材林景观内部建立永久林带,增强经营景观内部连通性。对于景观功能相冲突的两类景观间作缓冲处理。