京津风沙源区治理工程实施十余年间,在森林面积增加,沙化土地减少,区域经济发展等方面取得了丰硕成果,充分发挥了生态修复和改善,维护国家生态安全等方面的重要作用。但由于自然条件和模型限制等原因,稀疏植被的遥感信息提取能力仍然不足,多维度定量评价京津风沙源治理生态效应和变化趋势的研究还相对较少,特别是超过20年长时间序列的生态系统演变研究尚不多见。随着遥感技术的发展,特别是遥感大数据的不断丰富和模拟生态过程的定量遥感模型不断成熟,长时间多维度大区域地评价某个区域生态效应和变化趋势成为可能。基于此,本研究针对京津风沙源治理工程区植被稀疏的特点,对工程区土地覆盖分类、区域蒸散发估算和植被覆盖度反演等模型进行适应性改进,然后以净生态系统生产力（NEP）、水源涵养量、土壤保持量和生境质量等为评价指标,从“植被、水分、土壤、环境”四个维度对京津风沙源治理生态效应及其驱动因素进行分析,实现对研究区生态效应多维度、全流程、长时间序列的科学评价,以期能够为生态工程实施效果,生态系统保护策略,自然资源综合利用等决策提供科学依据。本研究的主要结论如下:（1）提出了稀疏植被遥感信息提取系列模型的适应性改进方法。针对研究区植被稀疏特点,采用惩罚性机制对超像素分割算法进行优化,并利用SAR数据纹理特征提高沙化土地的遥感识别能力,优化后模型的总体精度达90.40%,比原有模型提高10.69%,特别是草地和沙地,分别提高了14%和9%。在区域蒸散发估算（SW双层模型）中,改进冠层边界阻力和空气动力学阻力等估算方法,提高稀疏植被的蒸散发估算能力,优化模型的RMSE为6.3mm,比原有模型降低了1.9mm。在稀疏植被覆盖度反演中,利用体窗口-蒙特卡洛算法对多角度像元二分模型进行改进,优化模型的RMSE为0.053,比原有模型降低了0.031。（2）掌握了研究区近20年土地覆盖类型、区域蒸散发和植被覆盖度的空间分布和变化趋势。从2000年到2020年,研究区沙化土地面积净减少150.51km~2,乔灌草总面积净增加450.55km~2。研究区蒸散发量的最高值位于中南部,达790mm,最低值在中北部,达63mm,从东南部向西北部逐渐降低。其中,暖温带北部落叶栎林带的蒸散发量较高,温带灌木、半灌木荒漠亚地蒸散发量稀少。研究区植被覆盖度逐步上升,由2000-2002年的平均0.422增长到2018-2020年的平均0.519,增加了0.097。这说明研究区土地退化的态势得到了遏制,植被状况不断趋好,生态环境明显改善。（3）构建了京津风沙源治理生态效应多维度评价体系。分别采用CASA-CENTURY模型、水量平衡方程、RWEQ模型和In VEST模型对研究区NEP、水源涵养量、土壤保持量和生境质量进行遥感估测,构建“植被、水分、土壤、环境”四维度、立体化生态效应评价体系,提高了生态效应评价的准确性、全面性和科学性。结果显示,研究区的NEP在东南部植被覆盖度较高的区域较高,西北部植被覆盖度较低的区域较低。植被是水源涵养功能的重要基础,植被覆盖度较高的区域水源涵养量超过150mm/年,水源涵养系数接近30%;西北部戈壁区,植被覆盖度较低,水源涵养量趋近于0。研究区土壤保持量与土壤风蚀量分布相反,中南部的土壤风蚀量以微度和轻度为主,西北部以极强烈和剧烈为主。研究区的生境质量在中南部较高,西北部较低。（4）实现了对京津风沙源治理工程长时间序列的综合评价。采用PROPHET+MK模型、重标极差分析法和Pearson相关系数结合残差趋势分析等对研究区近20年的生态效应变化趋势和驱动因素进行了综合分析,进而对京津风沙源治理工程进行评价。结果显示,2000-2020年,植被覆盖度、NEP、土壤保持量、蒸散发总量、水源涵养量和生境质量显著增加的区域分别占研究区总面积的50.94%,68.88%、50.00%、32.43%,56.11%和25.59%。趋势预测方面,除植被覆盖度较高的区域将减少外,大部分区域的生态效应都将持续性增加。驱动因素方面,工程措施占比最大,接近40%,特别是,近20年科尔沁沙地和毛乌素沙地持续改善的主要因素均为工程措施。综上可知,京津风沙源治理工程植被（植被覆盖度、NEP）改善效果最明显,超过一半区域都在显著提升;生态效应方面,土壤保持和水源涵养发挥最显著。这说明实施近20年的京津风沙源治理工程达到了预期效果,这为下一阶段工程实施奠定了基础。