土地利用变化及其环境效应是当前研究的热点和焦点。本文运用遥感和GIS技术、统计学和生物地球化学模型相结合的方法，以干旱区典型的天山北坡三工河流域为例，深入研究土地利用强度变化对绿洲土壤有机碳的影响，并对未来可能的土地利用和管理模式下的土壤有机碳变化进行了情景模拟，研究结论如下：　　 1.土壤养分变化：人类的土地利用活动对三工河绿洲土壤养分含量的影响很大。1982年和2003年土壤有机碳含量相当，而1999有机质含量最低，说明土壤有机碳可能经历了先下降后上升的变化过程；速效养分(碱解氮、速效磷和速效钾)含量随着土地耕作年限的增长呈现增加的趋势；土壤中的有效B、Zn含量有所提高；有效Cu、Mn、Fe含量大幅减少。　　 2.生物地球化学模型DNDC的验证：DNDC模型能够适用于干旱区绿洲土壤生态系统，能够正确模拟干旱区绿洲土壤有机碳及其动态变化；模型敏感性分析结果表明温度、灌溉系数、秸秆还田与有机肥施用是影响模型区域尺度模拟的主要敏感因素。　　 3.耕作管理措施对土壤有机碳的影响：(1)免耕措施将有效持续的增加有机碳含量，提高土壤的可持续利用能力；(2)施用有机肥会增加土壤碳输入，从而提高土壤有机碳含量；(3)提高作物秸秆还田率是增加干旱区绿洲农田有机碳含量的有效可行措施；(4)灌溉取水量一定的条件下，4种灌溉方式下棉田土壤有机碳含量增加量：滴灌>喷灌>渠灌>漫灌；冬小麦的灌溉指数为0.6时，麦田土壤有机碳的增加最多。　　 4.未来不同土地利用和管理方式下土壤有机碳变化预测：PM1情景(连续种植棉花)和PM2情景(连续种植多年生作物模式)，2010-2029年土壤有机碳总体呈明显的增加趋势。但不同管理方式下土壤有机碳的变化各不相同，免耕、提高秸秆还田率和灌溉指数的方案土壤有机碳含量增加最多；提高化肥和有机肥用量相对于传统的管理方式，土壤有机碳的增加显著。