随着社会、经济发展和环境变化，社会公众生态意识不断加强，生态安全和生态健康的观念也深入人心。特别对与人类生活息息相关的水源地水库流域的生态环境也格外关注。土地利用与土地覆盖作为地球表层最突出、最明显的景观标志，在区域或流域尺度上进行土地利用与覆盖变化的研究，可以高效、准确的掌握水源地水库流域的生态环境的变化趋势，从而为水源地水库流域生态环境的保护和可持续发展提供科学依据。本文以高程数据和TM遥感影像为基础，并结合3S（RS、GPS和GIS）技术以及相关理论基础，对东张水库、山仔水库和白眉水库这三个水库或水库周边流域以及库区一重山范围内进行土地利用与覆盖变化情况进行动态研究，进而在确定各地类对水库水环境非点源污染负荷参数的基础上，对三水库水体的非点源污染（总氮、总磷）分别从整个集水区域和水库一重山范围内两个方面进行定量分析对比，最后应用景观生态学原理对三个研究区域的景观格局特征进行多角度和多时相的研究。主要研究内容如下：（1）在流域软件BASINS3.1的技术支持下，结合研究区域的数字高程模型（DEM），分别描绘出福州市三个典型水源地水库或水库周边流域的边界和库区一重山范围内的边界。（2）以三个水源地水库或水库周边流域以及库区一重山为研究对象，在分析TM数据的基础上，通过缨帽变换、主成分分析法和植被指数法分别对1989年和2007年遥感图像进行光谱信息的增强，并对各波段进行光谱值统计分析。在此基础上，采用最佳波段组合对两年的图像分别进行多步骤监督分类，并通过误差矩阵的方式计算分类结果精度，并以总精度、Kappa系数评价分类结果的可靠性。最后采用分类后比较法对18年前后的土地利用类型进行动态监测，建立了土地利用转移矩阵，以量化方式表示各种土地利用类型变化具体情况。结果表明，三个研究区域在这18年间土地利用发生了较大的变化（东张水库和白眉水库变化最为明显），其中一重山范围内由于人类活动的强度较大，因此其变化与整个研究区域相比更加明显。（3）根据三个水源地水库集水区域以及库区一重山范围内各地类面积的统计值，结合不同地类的非点源污染（总氮、总磷）年负荷参数，分别对三个水源地水库1989年和2007年的水环境的非点源污染（总氮、总磷）作出了定量的对比分析，研究表明,一重山范围内各地类对水库水环境的污染比一重山以外的部分更为显著（除山仔水库外）。并以东张水库为例，结合其一二级水源地保护区的划分和一重山非点源（总氮、总磷）污染分析情况，探讨水源地划分的合理性，最后给出非点源污染防治的措施和建议。（4）以景观生态学原理为指导，在景观分析软件FRAGSTATS和GIS技术的支持下，从不同时空尺度对流域的景观指标进行统计，分析流域景观结构，特别是其空间异质性，以此进一步探究研究区域景观的功能和动态。研究结果表明，三个研究区域的斑块形状、景观多样性、破碎化程度等，都有不同程度的变化（其中东张水库和白眉水库两研究区域的变化最大）。（5）土地利用/覆盖变化的驱动因素复杂。人为因素是最主要的驱动因素，人口的快速增长以及经济的高速发展是根本动因，它们导致了大规模建设占用；政策因素对土地利用变化也具有举足轻重的作用；工业化、城市化、交通条件的改变都会引起各种土地利用/覆盖的变化。此外，地形、气候等自然条件也是一个影响因素。该研究可为福州市水源地水库的水质保护，流域土地利用格局优化和生态环境的建设提供决策依据。