煤炭资源的开发带来巨大经济效益的同时也带来一系列的环境问题,最为表观的影响即为土地利用覆被变化(LUCC),本文所有探讨均基于LUCC。高达90%的煤矿位于干早及半干早气候带,干旱、少雨、大风,环境尤为敏感,对于该类区域少有面向LUCC探讨生态退化机理的研究,研究多着重于土地利用变化分析及对未来趋势的预测,关于矿区LUCC的表征、过程、机理等研究鲜少出现。本论文主要探讨的科学问题为揭示半干旱生态脆弱矿区生态退化的主要驱动是人为干扰还是自然环境变动,并为相应的复垦、重建措施提供依据。以伊金霍洛旗这一典型半干旱生态脆弱矿区为研究区域,首先借助3S平台,分析土地利用与景观格局的时空演变,并对脆弱性进行评估。其次通过数理统计与实地考察的结果,进行相应的回归分析,从而探讨区域生态退化的主要原因。最后对该区域进行相应的重建模拟,探讨生态重建的措施,论文主要研究方法及结论如下:(1)对半干旱生态脆弱矿区的土地利用时空变化进行研究,从景观尺度和类型角度两方面揭示矿区景观格局演变规律,通过集对分析、地统计分析法、空间自相关分析法对矿区进行脆弱性评价。结果显示伊金霍洛旗LUCC的程度及速度有所加大,1990年以来集中体现为建设用地面积不断加大,草地转为其它地类较为显著。土地利用信息熵由1990年的1.311 Nat提高至2015年的1.362Nat,土地利用无序性增强,草地在所有景观类型中占有绝对优势,占据50%以上。景观格局脆弱性较高的区域位于东北区域,且自西向东呈现扩张的趋势,脆弱度“高—高”值分布较为分散,部分区域呈现扩张状态,矿区景观格局脆弱性有所增强。(2)基于logistic及CCA模型探讨LUCC驱动力,结果表明1990-2002年耕地变化解释变量中,人为驱动较自然驱动更为显著。2002-2015年建设用地变化自然驱动因子仅有高程作用较为显著,而所有人为驱动因子的作用较为明显。草地的变化在不同时间段主要的驱动力有所不同。对于不同地类,自然因子与人为因子对于其变化的作用力与作用强度不同。CCA排序分析结果表明,伊金霍洛旗LUCC受人为驱动的作用更为明显。(3)对矿区植被覆盖度变化进行研究,通过年际变化及趋势分析得到2000-2015年伊金霍洛旗的平均温度呈现逐渐升高的状态,每5a的气温上升达到0.318℃,NDVI均值约为0.4661,近16年来植被状况略有好转。同时探讨其与气候因子间相互响应关系发现降水量与NDVI的相关性系数是0.675(P≤0.01),降雨的增加使得植被长势迅速,随着月降水量的增加,伊金霍洛旗的月均NDVI也随之增加,降水量对植被NDVI起着决定性作用,但人类活动的影响也不容忽视。(4)在驱动因子评估研究的基础上,基于CA-Marcov模型的场景模拟,从而分析在何种场景下重建的方式更为合理,结果表明:生态保护情景模式下,与趋势发展状态相比,各景观要素的面积差异较小,但是斑块的形状更趋向于规则化,破碎化程度有明显的减少,应采取生态保护的方式对之进行重建。结合野外调查和访谈等方式,探究研究区的生态重建措施,发现如何处理生态环境的自身限制,均为半干旱生态脆弱矿区生态重建期间的瓶颈及难点,需进一步的展开研究。