干旱-半干旱地区的水体对气候变化与人类活动具有高度敏感性,水体所构成的水环境直接或间接地影响人类生活和发展。位于我国典型干旱-半干旱地区的毛乌素沙地在清代至民国三百年间,水环境变化复杂,人类活动剧烈,是沙漠历史水环境研究的理想区域。水环境是本地区地理环境变迁研究中的薄弱方面。本文利用GIS技术与历史文献结合的研究手段,实现较高精度、多个年代断面的水体复原。利用清代三大图和民国军事地形图等古旧地图,以及嘉庆《重修大清一统志》等重要历史地理文献,复原清前期、清中期、清后期和民国共四个年代断面水环境,结合前人的相关研究,运用GIS重建清代水环境动态变化过程,形成较清晰的水环境年代序列。毛乌素沙地清代至民国自然水环境空间分布格局基本保持稳定,优越性自东南向西北递减;时间上呈退化趋势,河流水量、湖泊数量减少明显,19世纪到达变化的高潮。但局部地区有新水体诞生,水环境好转,如道光年间八里河的诞生。清代至民国毛乌素沙地水环境呈大体退化,局部优化的特征。毛乌素沙地水环境在清代至民国的变化过程分为四个阶段。清初至康熙中期水环境较优越,主要由冷湿气候和人类禁止开发活动的干预政策共同决定,气候因素是基础;康熙中期至雍正年间的水环境开始退化,该阶段气候干旱,毛乌素沙地人类开发的强度和广度较低,因此气候在水环境退化过程中占主导地位;雍正到同治年间,气候湿润,但有一定数量的湖泊消失,应是不合理的人类活动所致,该阶段陕蒙地区放垦的边界逐渐北拓,开垦的范围和强度已不受官方的控制,但局部地区也有新的河流诞生,得益于湿润气候带来的降水与有效的水利工程的共同配合;清末至民国初,气候异常干旱,关于湖泊消失的记载增加。清代至民国毛乌素沙地地表水环境演变的主要驱动力由气候和人类活动共同构成。湿润气候和禁止土地开发的政策导致清前期水环境较优越,清中期至民国时期,水环境退化的主要驱动力由自然因素过渡为人为因素。人类活动则是受政治、经济、观念、技术等深层次的社会组织力量的推动。