高山林线分布高度及其形成机理研究一直是生态系统过渡带以及全球变化研究的热点之一。随着对高山林线研究的不断深入，现已经涉及到陆地森林生态系统、景观生态学、遥感与地理信息系统等多学科交叉。近一个世纪以来，全球气候在各个区域表现了不同程度变化，林线植被对气候变化亦表现出了不同的响应模式，然而，对天山地区高山林线的系统研究较少，亟需对其地理分布特征与环境状况进行分析研究。本文运用遥感与地理信息系统技术、统计学与地统计学等方法，以天山北坡高山林线为研究对象，揭示了天山北坡高山林线的地理分布特征，深入探讨了温度、降水、土壤营养成分等环境因素对林线植被发育的影响，并以干旱区典型的三工河流域为例，系统地分析了限制森林植被发育的关键环境因子，这对推动全球干旱区高山林线的形成机理研究具有重要的科学意义。研究结果如下：　　 ⑴天山北坡高山林线大致分布在海拔2530-2800m，平均为2680m。林线上下限垂直宽度约50～170m，平均为105m，整体而言属于过渡型林线。天山北坡高山林线高度变化趋势大致可分为两部分：伊犁河谷地区从西至东林线高度呈现单调下降趋势；北天山从西到东则表现为波动上升趋势。其中高山林线过渡区域的高程差在伊犁河谷段和玛纳斯段较大。　　 ⑵天山北坡高山林线内各项气候指标中，生长季内的温度指标(如温暖指数、最热月均温、生物学温度、生长季温度)能够较好的指示天山北坡林线高度的分布情况。而同处于天山山区的北坡和腹地(如巴音布鲁克)由于气候条件的差异，导致了植被发育类型的迥然不同。　　 ⑶天山北坡林线土壤有机质，全氮及全磷含量以伊犁河谷段与玛纳斯段为最高，林线土壤属性与气候因素有着密切的关系，即降水量丰富的区域土壤肥力高，而降水相对稀少的林线过渡带土壤肥力较低。不同深度的土壤属性差异显著，土壤有机质、全磷和全氮主要分布在表层，深层变化不显著，具有明显的“表聚现象”。土壤pH值(特别是较深层)则表现为阜康林线以西为弱酸性，以东为弱碱性的特征；电导率对环境较敏感，空间变异较强。　　 ⑷三工河流域重点研究区内，森林带位于海拔1510～2720m，胸径与树高随海拔增加呈双峰曲线，流域其中胸径两个峰值分别位于约海拔2000m与2550m，而树高峰值分别为海拔2100m与2600m，均稍高于胸径的峰值海拔高度。　　 ⑸三工河流域的森林带内，年均温随海拔高度增加呈线性下降趋势，最冷月均温(1月)则表现先增加后减小趋势；年降水量呈先增加后减小的趋势，且在海拔2000m左右达到最大值。土壤属性随海拔递增呈规律性的变化趋势：森林带内海拔约2000～2700m树木发育较好，其有机质、全磷及全氮含量较高，且“表聚现象”明显；CaCO3，pH值及电导率最小值与海拔2000m的最大降水带恰好吻合。　　 ⑹三工河流域高山林线内不同植被类型夏季土壤湿度差异不显著。林线内不同地形位置条件发育了不同植被类型，且林线内夏季土壤湿度较高，约为30％。不同植被类型间在不同月份间土壤湿度均存在较大差异，而且对于特定天气下的响应也存在较大区别。