海西州地域广阔、资源富集,但是面临生态脆弱、经济滞后等问题,探究海西州生态演变、水资源利用、社会经济的可持续发展具有重要意义。首先,基于生态足迹模型对海西州生态环境可持续发展进行了研究。对海西州2005-2019年的人均生态足迹和人均生态承载力进行了定量的计算与分析,并结合万元GDP生态足迹、生态足迹多样性指数、发展能力指数和可持续发展指数多项指标对海西州生态环境的可持续发展进行了多角度评价,并对海西州未来10年的生态环境可持续发展指数进行了预测,综合分析了海西州生态环境的现状和未来的发展趋势。其次,把生态足迹模型运用到水资源上,基于水资源生态足迹研究了海西州近15年的水资源可持续发展状况。通过水资源生态足迹和水资源生态承载力之间的对比,并从水资源生态压力指数、水资源可持续发展指数等多方面研究分析了海西州现有水资源是否能够支撑其生态经济的发展。再次,通过建立耦合协调模型来分析海西州生态、水资源和经济的可持续发展状况。通过熵权法、层次分析法和综合指数法建立了生态-经济、水资源-经济、生态-水资源以及生态-水资源-经济之间的耦合协调模型,分析了他们之间的协调关系和综合发展水平,进而反映生态、水资源和经济的可持续发展状况。研究结果表明:（1）2005-2019年间,海西州的人均生态呈盈余的状态,尚未出现生态赤字,但其盈余整体呈下降趋势,主要原因是化石能源的过渡开发利用。（2）2005-2019年间,海西州水资源尚未出现赤字的情况,水资源开发利用较为合理,处于生态安全状态,可持续发展情况保持着轻度和中等程度。（3）2005-2019年间,海西州生态-经济、水资源-经济、生态-水资源、生态-水资源-经济的关系均处于高水平耦合状态,且80%达到基本协调程度。但与生态、经济相比水资源开发利用不足,特别是2012年以来,生态、水资源均滞后于经济。无论是二系统还是三系统模型,虽然系统间存在较高的相互作用,但并没有达到较好的协调性。