玛纳斯河流域是西北干旱区的典型绿洲开发区，近年来耕地的快速增长导致生态发生了急剧变化，景观格局也随之发生改变。因此，通过玛纳斯河流域生态需水和景观格局的关系研究，明确水资源合理利用的方向，对生态保护是十分有必要的。本文首先借助于遥感和GIS技术，利用TM数据解译出1990年、2000年和2010年三期土地利用分类图对玛纳斯河流域进行景观生态学研究，分别从类型水平和景观水平上分析流域景观格局的演变规律，并分析了20年的景观格局的时空演变特征；基于遥感与GIS技术和气象站点实测资料相结合，采用FAO56Penman-Monteith法，在ArcGIS建模计算研究区生态需水，得到生态需水空间分布图和20年生态需水动态变化图；最后在没有前人研究的基础上，尝试性分析了玛纳斯河流域生态需水与景观格局响应关系研究。根据流域生态缺水分布图，在研究区确定生态需水满足与不满足两个代表区域，对比分析二者的关系。本文研究的主要结论如下：(1)玛纳斯河流域景观格局时空演变特征分析1990～2010年期间，玛纳斯河流域景观类型逐渐从双向转化逐渐趋向单向转化，以草地与未利用土地转化为耕地与建设用地为主要特点，而且1990～2000年期间的景观类型变化幅度大于2000～2010年；耕地的优势逐渐上升，草地和未利用土地的优势逐渐下降，对景观控制作用逐渐减弱，导致景观优势度下降，多样性升高，趋于分离、破碎化方向发展；(2)玛纳斯河流域生态需水时空演变规律分析可控生态需水区域，生态需水量大约以2900万m3/10a在减少。中部平原区的生态需水定额明显高于南部的山区。各区域变化趋势也存在差异，主要表现为山区生态需水增加，平原区生态需水减少，1990～2000年期间的变化幅度显然要大于2000～2010年。(3)玛纳斯河流域生态需水与景观格局关系研究山区在空间上，生态耗水量增加，植被多样性指数上升，蔓延度指数下降的趋势。时间上，生态耗水的增加，周边的蔓延度指数上升，多样性下降，反之，亦然；绿洲在空间上，景观格局指数变化与生态需水定额的变化无明显关系，时间上，生态需水定额减小，但在人类活动影响下，周边的景观连通性下降，多样性上升，与山区的结论相反。生态需水定额的减少，将有利于植被的生长，但由于人类活动的影响，生态环境遭到破坏。