近半个世纪以来,松嫩平原的生态环境发生了显著的变化,土地盐碱化、沙化和草原退化等问题日益严重,制约了该区社会、经济和生态环境的协调发展。本文以可持续发展理论为指导,以遥感-地理信息系统技术为支撑,采用基于生态环境信息图谱、空间分析技术和元胞自动机等多种模型和方法进行了松嫩平原土地利用变化评价、预测与空间优化研究。以土地利用变化为研究的切入点,运用土地利用图谱模型对土地利用类型的数量变化、时空演变过程和空间转移规律进行了剖析;运用信息图谱方法,以盐碱化土地图形为核心,衍生图形的数量结构特征、时空分布特征、尺度特征以及景观特征图谱系列,开展土地盐碱化动态变化研究;从土地利用的系统结构、功能和效益出发,构建土地可持续利用评价指标体系,基于Geodatabase创建生态环境信息图谱指标数据库,采用层次分析-变权-物元分析(AHP-WC-ME)耦合模型进行综合评价;运用空间分析方法,以1km×1km的栅格尺度,采用空间相关函数筛选土地利用主要影响因子;运用空间主成分分析-元胞自动机-马尔科夫(SPCA-CA-Markov)耦合模型对松嫩平原土地利用格局空间变化趋势进行预测研究;基于Matlab平台将“自上而下”的灰色线性规划模型(GLP)和“自下而上”的元胞自动机模型结合,创建了松嫩平原土地利用格局空间优化模型,对松嫩平原土地利用格局进行空间优化研究,为松嫩平原土地资源的合理开发利用和区域经济的可持续发展提供参考。本文综合运用多种新技术和新方法从土地利用变化对生态环境影响的角度出发,系统开展土地利用格局变化、土地可持续利用评价、变化趋势预测和空间优化系列集成研究,从深度和广度上揭示了松嫩平原生态环境演变的规律和特征,为区域生态环境系统研究探索了一条新路,研究成果可为松嫩平原生态环境保护与重建、资源可持续利用决策提供科学依据。