随着我国近20年高强度的煤炭资源开发,矿区生态环境问题也日益严重。论文在分析总结国内外矿区生态演变理论的基础上,以兖州煤田为例,深入研究矿区土地生态系统中水环境、土地利用/覆被、景观格局的演变规律及驱动因素。论文取得以下主要成果:(1)基于Landsat数据,分析了兖州煤田1990~2000年、2000~2010年和2010~2018年土地利用变化及景观格局演变规律。煤炭开采影响下,矿区塌陷面积不断增加,工矿建设用地扩张明显;塌陷水体的变化速度最快;土地利用类型转化主要为耕地转为建设用地、塌陷水体和林地,同时也有建设用地向耕地的转变。1990-2018年,兖州煤田各景观斑块类型正在经历破碎化的过程。耕地一直处于优势地位,建设用地的优势性在增强;兖州煤田景观格局呈现破碎化、不规则化、均衡化、低连通性的趋势。(2)基于兖州煤田1990~2018年水体信息,分析了水体时空演变及采煤驱动力。兖州煤田水体面积不断上升,从1990年的214.38hm~2增加到2018年的2717.73hm~2,水体斑块连续性增强,煤炭开采对兖州煤田水体演变的驱动作用不断增强,三个时间段采煤驱动指数分别为7.3%、8.0%和9.0%。(3)构建了基于logistic回归模型的矿区土地利用演变驱动力分析方法,分析了兖州煤田土地利用变化的驱动因素。采矿活动加剧了耕地和建设用地的变化,形成了塌陷水体增加而耕地减少的变化趋势;道路、居民点及城镇的扩展产生集聚效应,城镇化的发展是建设用地扩张和耕地减少的主要原因;自然因素的影响主要体现在河流和高程上。(4)构建了基于生态系统稳定程度和干扰程度的土地生态质量评价模型,并评价和预测了土地生态质量变化。1990~2018年,兖州煤田的土地生态质量综合指数不断降低,土地生态系统由稳定向不稳定转变,预测到2030年土地生态质量等级为三等。煤炭活动的开采是生态质量下降和土地生态系统不稳定的主要原因,主要表现在植被覆盖指数不断变降低、土地塌陷面积不断增加、矿区景观破碎化加剧。该论文有图27幅,表25个,参考文献104篇。