本文选择我国以及在世界上都罕见的多沙、粗沙、强烈水土流失的黄河皇甫川流域作为研究区域，开展了土地利用格局变化监测与预测、土壤侵蚀的3S模拟、生态安全评价以及在此基础上的土地利用格局生态安全优化等方面的探索研究。 论文的主要研究结果和结论如下： (1)本文提出的流域土地利用格局优化模式巧妙地实现了流域生态安全条件下土地利用类型的总量控制和空间配置，对指导通过因地制宜地优化地表覆盖格局来实现流域生态环境的改善具有现实意义。 (2)从1987年到2000年再到2013年，流域土地利用格局变化表现为城镇用地、林地、耕地和灌丛的面积逐渐增加，水体、草地、沙地和裸砒砂岩面积逐渐减小；表明流域局部地区的生态环境出现了“先破坏，后治理，再破坏”和“边治理，边破坏”的状况。 (3)土地利用类型与土壤侵蚀和生态安全密切相关。在流域6种不同土地利用类型之间，年平均土壤侵蚀模数的大小顺序为：裸砒砂岩＞沙地＞耕地＞草地＞林地＞灌丛。 (4)说明在未来仍然要坚持对流域土地利用格局从总量比例和空间位置两方面进行优化。 (5)说明在加强林、灌、草等植被建设(包括满足比例增加和适宜植被盖度的要求)，适当缩减耕地以优化土地利用类型总量，同时优化各土地利用类型空间布局的基础上，流域基本实现了较安全的生态安全目标。总之，土地利用格局优化实现了促进流域生态安全的目标。
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