土地利用变化及环境效应与生态安全是当前国内外学者研究热点问题之一。济宁市位于山东省内陆地区，地貌类型复杂多样，水系发达，有着山东省最大的淡水湖泊—南四湖。近年来，随着区域经济快速发展，城市化扩张、土地利用方式的改变，对区域水土环境带来一定的影响，其中水环境污染问题尤为突出。因此对本区域开展水土资源动态变化研究，对深刻认识人地关系，合理利用水土资源提供重要依据，对促进区域社会、经济、环境可持续发展具有一定的指导意义。本文综合利用地理学、环境学、土地生态学理论与方法，利用济宁市2000年-2010年十年间LANDSAT TM/ETM+遥感影像，水文监测数据和社会经济统计等数据，应用RS/GIS技术和数理统计方法，研究了该区水土资源时空动态变化特征;在分析了土地利用变化对水环境质量影响的基础上，构建了土地利用与水环境质量之间藕和模型;最后对济宁市水环境安全状况时空差异进行了综合分析与评价。主要研究内容包括：　　⑴以2000年、2005年、2010年3期LANDSATTM/ETM+遥感影像作为主要数据源，在对影像进行预处理的基础上，制定了济宁市土地利用分类体系及解译标志，并运用人机交互目视解译法，得到土地利用分类图库，总体分类精度达到85％以上，分类效果较好。　　⑵从土地利用结构、土地利用转移矩阵、土地利用动态度和土地利用程度四个方面对济宁市土地利用时空动态变化进行了系统地分析。在研究前人提出的模型基础上，改进了转入、转出贡献率和转移过程贡献率等指标的表达公式;并且对单一土地利用和综合土地利用动态度提出了新的模型。结果表明：新模型在单一土地利用动态度上更能真实的反映各土地利用类型变化的剧烈程度，动态度高的类型不一定代表区域变化的主要类型。转入转出贡献率更能真实反映区域变化的主要类型。综合土地利用动态度与时间分辨率密切相关，时间分辨率越高，动态度差异越大；按照转移过程贡献率大小，对研究区筛选出9类优势转移过程;按照转移的最终去向，分成建设用地转移型、农田转移型、水体转移型等3个类型；土地利用变化时空差异明显:济宁市南部南四湖流域和东部山区土地利用程度综合指数较低，西部和北部平原地区普遍较高。10年间，济宁市呈现出，前5年土地利用变化剧烈，后5年则变弱，土地利用整体趋于平稳态势。　　⑶运用模糊综合评判法对济宁市地表水体进行水环境质量评价，并归纳水体污染物的空间分布规律：济宁市地表水体水质污染较为严重，其中河流水质多为Ⅴ类，湖泊污染相对较低，水库整体污染较轻；各污染物浓度分布区域上大致呈现“V”字形走向。污染最严重的区域主要发生在京杭运河、老运河、泗河等河流水系;在东部山地丘陵区，水环境质量状况较好。　　⑷建立了适合研究区的土地利用类型与水体污染综合指数之间的耦合模型，揭示土地利用变化对水环境质量的影响，在此基础上，依据P-S-R框架模型，选取济宁市社会经济、土地利用变化及水资源状况等3方面指标，建立水环境安全评价指标体系。运用主成分分析法，对济宁市水环境安全状况进行评价与分析。研究表明：水体污染指数随着草地面积占比和水域面积占比的增加均呈现出波动下降的趋势;水体污染指数随着城镇用地、农村居民点用地、旱地面积的增加均呈现出波动上升的趋势；济宁市绝大部分县市区水环境安全状况处于“较差”和“一般”级别。从空间分布上来看，湖东区的水环境安全状况优于湖西区，其中微山县水环境安全指数最大，而市中区水环境安全状态最差；10年间，济宁市的水环境安全经历了“一般”-“较差”-“一般”状态的“V”字形变化，与土地利用变化特征基本一致。