绿洲是干旱区人民生产生活的主要场所和进一步向荒漠、山区开拓的根据地。面积只占4％的绿洲聚集着干旱区95％的人口和90％以上的社会财富,是干旱区人民赖以生存的基础,是维系干旱地区经济和人民生活的命脉,对新疆社会经济的发展具有重大作用。本文选取的研究区—新疆东部吐鲁番盆地,是新疆东部典型的绿洲荒漠生态环境交错带之一,是我国西北干旱绿洲生态脆弱带的重要组成部分。该地区土地资源丰富,光热充足,有利于农牧业的发展,是西域自然生态环境与绿洲文明的代表。但是,近几十年来,随着区域人口快速增长,人类活动对生态环境的干扰强度日益增大,其生态系统的脆弱性正逐渐转变成现实的环境灾害,出现了诸如土地盐碱化、草地退化、沙漠化、贫瘠化、湖泊萎缩等局部生态环境恶化问题。在我国全面实施西部大开发战略的背景下,该区的经济活动日趋频繁,贫困与生态恶化的双重压力使本区的生态脆弱程度正在进一步加剧,人口、资源、环境之间的矛盾日益突出。论文正是在这样的背景下,选择该地区作为研究重点,研究土地利用/覆盖变化特点,开展生态环境脆弱性的评价研究,分析生态环境脆弱性特征及成因。并针对吐鲁番水资源短缺现状,开展面向生态的虚拟水研究。以期对缓解水资源短缺,促进生态建设起到一定的推动作用。　　 论文研究的主要内容有:　　 1)以1986、1998、2004年吐鲁番盆地高分辨率遥感影像-SPOT数据为主要数据源,基于地物的光谱特征,采用监督分类和决策树分类相结合的方法,提取了研究区1986～2004年土地利用/覆盖信息。分析了近20年吐鲁番盆地土地利用/覆盖的时空变化特点、土地利用类型的转化过程、荒漠化土地变化。为更好的掌握和分析生态脆弱性特征提供依据。　　 2)论文研究了生态脆弱性的理论和方法,构建了多目标多层次的生态脆弱性评价指标框架。应用综合指数方法、层次分析法相结合的生态环境脆弱性综合评价方法完成了研究区生态环境脆弱性的综合评价。并对生态脆弱性特征及成因作了分析。　　 3)计算了区内可用水资源总量、主要作物的虚拟水潜力(以及农业虚拟水潜力和区域虚拟水潜力)、区域生态需水,拟定了虚拟水发展思路。并根据虚拟水潜力计算结果和虚拟水发展思路,制定了面向生态建设的虚拟水实施方案。为区内水资源满足生态建设及区域发展的需要提供了决策依据。　　 本研究得出的结论主要有以下几点:　　 1)吐鲁番盆地荒漠化土地面积出现缩减,但荒漠化程度加深,发展速度加快。耕地、林地、城镇居民地面积均增加了2倍以上。荒漠化面积从1986到2004年减少了9.77％。原因在于部分轻度风蚀荒漠被开发成为耕地,同时也转化为成为程度更高的中度风蚀荒漠化和重度风蚀荒漠化。荒漠化发展速度远远高于逆转速度,且1998-2004年荒漠化发展速度比1986-1998年提高了18.34.km2。荒漠化发展速度加快,对生态环境带来了极大的压力。　　 2)吐鲁番生态环境敏感度高,压力度大,稳定度低,脆弱程度非常高。研究区80％以上的区域已达到中度脆弱级别,近六分之一的区域为重度脆弱区。脆弱度在空间布局上呈现从东向西明显增加、且绿洲外围明显高于绿洲内部的特点,并呈现出明显的土地利用效应,荒漠化发展区域脆弱程度偏高,对生态脆弱性带来了较大的影响。本文建立的基于生态压力度、生态敏感度和生态稳定度干旱区的生态脆弱性评价模型对对吐鲁番生态脆弱性的科学把握具有较好的效果。　　 3)吐鲁番盆地属于严重的资源型缺水地区,一系列生态与环境问题的根源就在于水资源短缺。吐鲁番盆地平原区的多年平均水资源可利用总量约为10.9×108m3,而2004年区内的种植业需水量和生态需水量之和约为13.778×108m3,已经超过了水资源可利用总量。随着社会的发展,今后水资源缺口将进一步增大。水资源短缺是吐鲁番生态环境脆弱的关键所在,如何缓解短缺的水资源现状是缓解吐鲁番生态脆弱性的关键。　　 4)面向生态的吐鲁番虚拟水战略在最大程度上保证了生态用水,实现了水资源在各个产业间的优化配置,对解决区内水资源短缺具有较好效果。按照优先保障生态用水量和生活用水,降低农业生产用水量,适当加大单位水资源产值大的工业和第三产业的水资源配额,大幅提高农业虚拟水进口量这一发展思路,区内生态用水配额不断提高并可优先得到满足。到2020虚拟水进口量达到9.646×108m3,将节约1.545×108m3水资源使用量。面向生态的虚拟水战略是虚拟水在推动生态建设中的首次尝试,可极大地减轻当地水资源压力,缓解生态环境的脆弱性。