干旱区地下水绿洲是绿洲的一种特殊形式,也是干旱区人类生存和活动的主要场所。干旱区地下水绿洲由于水资源补给单一,生态系统能否保持稳定直接关系到绿洲区域经济社会的可持续发展。绿洲生态系统的稳定性问题是绿洲学研究中的一个重点、热点问题,也是目前尚未充分探讨和解决的绿洲学难点问题。腰坝绿洲地处内蒙古自治区阿拉善高原,由地下水系孕育而成,是典型的地下水绿洲,并具有悠久的农业开发历史。近年来,随着绿洲开发程度的不断加大,人口的迅速增长等因素引起了一系列绿洲生态系统不稳定的问题。如出现地下水漏斗,土地沙漠化,土壤盐渍化等生态环境问题。为了实现绿洲的可持续发展,本研究从多个层面综述了干旱区地下水绿洲生态系统稳定性研究现状,以及该地区生态系统稳定性的表征要素等。以腰坝绿洲为例,应用粗糙集理论的综合评价流程,构建了针对干旱区地下水绿洲生态系统稳定性评价指标体系。利用粗糙集、模糊集和粗糙-模糊集理论三种方法评价了干旱区地下水绿洲生态系统的稳定性。并据此提出一种绿洲生态系统稳定性评价等级划分思路,对干旱区地下水绿洲生态系统的稳定性等级进行划分,分析影响干旱区地下水绿洲生态系统稳定性的驱动机制。将干旱区地下水绿洲生态系统的稳定性评价与空间信息技术进行耦合,开发了专门的信息系统平台,可方便、快捷地对干旱区地下水绿洲生态系统稳定性进行评价。并为科研人员、政府决策人员和社会公众提供相关服务。本研究结论如下:(1)从地下水动态、地下水化学、土壤理化性质、土地利用和植被等五个方面研究了腰坝绿洲生态系统稳定性的表征要素。研究表明,腰坝绿洲地下水历经持续和超量开采,地下水位多年变化的总趋势表现为逐年下降。地下水化学类型持续发生变化,TDS平均为1994.80 mg/L,最大值达3861.10 mg/L。土壤盐渍化面积不断扩大,非盐渍化土壤占20%,盐渍化土壤占72%,重盐渍化土壤占8%,土壤整体含盐量在水平方向由东至西逐渐上升,垂直方向由上至下逐渐减弱。土地利用类型以农田为主,占总土地面积的85.15%,近年来研究区逐步扩大了油葵、杂交谷子等节水作物的种植面积,随之缩小了玉米等高耗水作物的种植面积,以减少地下水的开采量,地下水位自2010年起逐渐恢复。(2)本研究在对干旱区地下水绿洲生态系统稳定性表征分析和充分考虑社会经济发展的基础上,将干旱区地下水绿洲生态系统稳定性划分为五级:一级(非常稳定)、二级(稳定)、三级(基本稳定)、四级(不稳定)、五级(极不稳定)。提出了利用粗糙集理论对初步构建的评价指标体系进行约简,去掉冗余指标,最终构建了由自然环境和社会经济两个子系统共20个指标组成的干旱区地下水绿洲生态系统稳定性综合评价指标体系,能够较好的反映出干旱区地下水绿洲生态系统的稳定状态。(3)借助粗糙集和模糊集理论模型,提出了将粗糙集、模糊集理论相结合的新方法对干旱区地下水绿洲生态系统稳定性进行综合评价研究,结果表明腰坝绿洲生态系统在2008年以前具有明显的波动性,整体处于极不稳定或不稳定状态。2000年、2001年、2003年、2004年和2005年绿洲生态系统稳定性的隶属度位于“极不稳定”区间。1998年、1999年、2002年、2006年和2007年的隶属度位于“不稳定”区间。2008年后,其稳定性逐年提高,2018年达到稳定状态。基于粗糙集、模糊集、粗糙-模糊集理论的三种评价结果均客观反映了近20年腰坝绿洲生态系统的稳定状态。经过研究表明,基于粗糙-模糊集理论的评价方法计算方便,评价结果即能定性又能定量的反映出腰坝绿洲生态系统的稳定状态。(4)通过对干旱区地下水绿洲稳定性驱动机制的分析研究表明,绿洲生态系统是一个极其复杂的系统,其稳定性驱动机制及影响因素是多方面的。本文分别从水资源、土壤、植被三个方面进行分析。结果表明,在自然因素中,年蒸发量、地下水TDS、干旱度是重要的驱动因子。在人文驱动因素中,耕地面积是重要驱动因子。(5)按照干旱区地下水绿洲生态系统稳定性评价信息平台的功能和数据库的设计方案,构建了包含基础地理、社会经济、自然灾害、文档数据和元数据共5个数据集35个图层的干旱区地下水绿洲生态系统空间数据库。采用面向对象的技术开发了干旱区地下水绿洲生态系统稳定性评价信息平台,该平台能够便捷的进行评价指标的约简、权重的计算,提高了评价结果的有效性、可靠性以及评价结果图形展示的直观性,实现了干旱区地下水绿洲生态系统稳定性评价的时空响应。