作为中国首批试点的十大国家公园之一,祁连山国家公园旨在保护区域生物多样性和自然生态系统的完整性和原真性。祁连山国家公园在我国“一带一路”政策的实施和生态文明建设中发挥重要作用。它不仅保障我国西部生态安全屏障的健康,同时也为生态环境修复与保护积累经验,为国家公园体制建设提供借鉴。近年来,在气候变化和人类活动双重压力下,祁连山国家公园生态环境面临严峻考验,部分区域出现植被退化、水土流失和冰川退缩等生态环境问题。研究以多源数据与多模型耦合为基础,实现对祁连山国家公园生态环境关键要素的模拟预测,揭示区域内气候、土地利用、植被动态、水土流失的时空演变规律以及未来可能的发展方向,有助于综合反映祁连山国家公园所面临的生态环境问题、胁迫情况以及保护效果。同时针对祁连山国家公园生态环境特点,构建生态脆弱性评价指标体系,引入人工智能算法构建评估模型,掌握区域生态脆弱性时空变化特征,预测不同未来情景下生态脆弱性的发展方向,为祁连山国家公园建设与高质量发展提供科学依据。研究主要结论为:（1）基于气象站点数据与第五次国际耦合模式比较计划（CMIP5）中多模式的站点降尺度数据,结合以海拔为协变量的薄盘光滑样条带插值方法实现祁连山国家公园历史-未来气象要素与干湿情况的栅格化模拟。结果表明:近60年祁连山国家公园气候总体趋于暖干化,尤其是未来情景下暖干化加剧使得祁连山国家公园生态环境可持续发展面临更多威胁。1960—2020年祁连山国家公园最高气温、最低气温、平均气温和降水量均呈现显著增加趋势（p＜0.05）。区域标准化降水蒸散发指数（SPEI）值呈现轻微下降趋势,空间上干旱趋势呈现东强西弱的特征。未来RCP4.5和RCP8.5情景下,气温、降水均呈现显著增加趋势（p＜0.05）,其中气温增加幅度更为明显,2050年后RCP8.5情景下的增加幅度远高于RCP4.5情景,SPEI下降趋势也明显高于RCP4.5情景,祁连山国家公园干旱趋势更为显著。（2）基于区域土地利用覆盖历史数据集,针对祁连山国家公园的特殊性,设定元胞自动机-马尔科夫（CA-Markov）模型限制因子,实现生态保护情景下土地利用覆盖的模拟与预测。结果表明:生态工程的实施优化了祁连山国家公园景观格局。在生态保护情景下祁连山国家公园景观格局趋于稳定,景观破碎度降低,有助于区域生态系统服务功能的提升,但升温所引起的冰川退缩问题不容忽视。祁连山国家公园土地利用变化速率呈现先增加后减少的趋势,土地利用结构总体表现为冰川/积雪、未利用地、建设用地明显减少,林地、草地面积明显增加。景观水平上,祁连山国家公园景观格局破碎化程度略有降低,过程中波动较大,景观形状更复杂,景观多样性水平上升。在生态保护情景下,未来（2030年和2050年）祁连山国家公园林地面积增加明显,主要由草地和未利用地转入,未利用地和冰川/积雪面积减少;景观破碎化程度有所降低,景观聚集度提升,斑块形状趋于规则化。（3）同化不同时空分辨率多源遥感植被指数数据,获得长时间序列区域归一化植被指数（NDVI）数据;通过对生物地球化学循环（Biome-BGC）模型参数本地化校正,实现对祁连山国家公园植被碳动态模拟及预测。结果表明:现有的气候条件和生态保护措施与政策促进了祁连山国家公园植被覆盖与固碳能力的提升,而未来不同排放情景下植被固碳能力变化具有明显差异。1982—2020年祁连山国家公园植被覆盖与净初级生产力（NPP）呈现显著增加趋势（p＜0.05）。降水量是影响祁连山国家公园植被NPP的主导气象因素,气候变化和人类活动对研究时段大部分地区的植被动态变化产生正向效应。未来RCP4.5情景下植被NPP呈现显著上升趋势（p＜0.05）,而RCP8.5情景下植被NPP呈现下降趋势。（4）基于修正版通用土壤侵蚀（RUSLE）模型实现祁连山国家公园历史-未来情景土壤水蚀过程模拟,引入地理探测器模型揭示多因子耦合下土壤侵蚀的驱动因素。结果表明:极端降水是影响祁连山国家公园土壤侵蚀风险的主导因素。虽然祁连山国家公园大部分区域土壤侵蚀程度较低,但陡坡区域的强烈侵蚀在未来土壤保持措施实施过程中需重点关注。1982—2020年,研究区62.62%的区域土壤侵蚀有轻微或显著的下降趋势,但整体区域的平均土壤侵蚀率增加,主要原因是土壤侵蚀率的增加幅度远远大于下降速率。在不同的未来排放情景下,祁连山国家公园土壤侵蚀存在显著差异,高排放情景下（RCP8.5）土壤侵蚀量明显高于RCP4.5情景。（5）针对祁连山国家公园生态环境特征构建生态脆弱性指标体系,基于集成遗传算法-投影寻踪模型构建祁连山国家公园生态脆弱性评估模型,结合多模型模拟预测的相关评价指标实现区域生态环境脆弱性时空模拟与预测。结果表明:生态工程和政策的实施对祁连山国家公园生态脆弱性变化具有正向效应,但东南部的部分区域存在脆弱性加剧现象。特别是在未来高排放情景下,生态脆弱性风险明显加剧。在后续祁连山国家公园建设中对生态脆弱性加剧区域需进一步优化保护措施。