祁连山在西北生态安全建设中有着不可替代的作用,是西部乃至全国重要的生态安全屏障,而利用景观生态学对源于祁连山的石羊河流域的生态环境变化、未来年份的发展方向,以及对生态安全调控缺乏全面化、系统化的研究,目前尚未见到有借鉴意义的文献。因此,我们在分析景观格局动态的基础上,采用CA-Markov模型、P-S-R模型和最小累积阻力模型(MCR)等研究方法,厘清石羊河流域1988-2016年景观格局变化的特征、驱动因子,并对未来景观生态模拟状况进行研究,在此基础上优化和构建石羊河流域生态安全格局。研究结果表明:(1)在景观格局的数量、结构和形态变化分析中,1988-2016年石羊河流域景观破碎化现象明显,各景观组分空间分布不均,斑块几何形状复杂,空间异质化程度低。在景观速度变化、空间变化和结构变化研究中,1988-2016年石羊河流域低生态价值景观组分增加面积大、速度快,占用部分高生态价值景观用地,而且低生态价值景观组分重心朝南方向迁移,增加了对南部水源涵养区的影响,但是下游治沙防沙工程中林草地种植取得了一定的成效。在景观组分驱动因素分析中,不同景观组分在1988-2004和2004-2016年受不同的影响因子驱动,但也存在驱动因素一致性,整体来说研究期内自然因素和人口状况是景观变化的普遍驱动因素。(2)在景观组分驱动下,石羊河流域2022年、2028年景观生态模拟中的耕地、林地、草地、水体、沙地面积较2016年逐年增加,而建设用地、冰川及永久积雪用地、未利用地面积则逐年减少,表明大多数高生态价值景观组分面积增加,部分低生态价值景观组分减少。而未来景观格局预测中,2022年、2028年比1988-2016年景观破碎化程度有所降低,空间分布由分散趋向于集中分布,空间分布紧密程度增强,景观组分分布向优势景观集聚。(3)在景观生态评价中,1988-2028年石羊河流域的景观生态安全综合指数较低,生态安全提升潜力大。其中1988-2016年景观生态安全等级经历了敏感—风险—敏感三个阶段,但大多数年份生态安全等级处于敏感阶段。经预测的2017-2028年景观生态安全综合指数逐年上升,生态安全等级从2017年的敏感状态趋于2022、2028年的一般状态,较于1988-2016年的生态安全等级有一定的提升,生态有所好转,但是生态环境的严峻性没有根本改变。(4)在景观安全格局优化和构建中,1988-2016年石羊河流域的景观安全水平以中安全水平为主,占流域总面积的60%,而低安全水平面积先增后减,占流域总面积的30%左右,表明优化后大部分用地分布科学合理,更有利于用地生态功能的发挥。在进一步提升生态质量,高安全水平用地继续扩大高生态价值景观建设,优化生态屏障建设和保护模式;中安全水平用地则进一步协调人类与自然环境的关系,引导土地利用向规模化发展,健全全流域自然资源生态补偿机制;低安全水平用地通过建立健全自然保护区,对区域实行最严格的空间管制策略,以及实行生态移民政策。