石河子垦区位于天山北坡经济带中部，过去60年的农业开发与经济发展是天山北麓乃至整个新疆绿洲发展的缩影。60年间，垦区在一片荒漠和天然绿洲中建立起一个现代化的新型农业区，发展成为一个南接天山、北达古尔班通古特沙漠的大型绿洲经济带，成为建国后新疆后开垦建设的最大的新绿洲之一。期间，玛纳斯河流域水土资源得到全面开发，垦荒者们从内陆地区带来了先进的耕作技术，引进了优良生物物种，较显著地改变了流域的生物结构，与开发前相比，总生物量大大增加，社会经济取得了前所未有的空前发展。伴随着农业开发的进行，石河子绿洲生态环境也发生了深刻的变化，大片荒漠和荒漠草原被开发成为耕地，人工绿洲替代了广袤的荒漠和天然绿洲，过去分散的古老绿洲斑块联结成片，绿洲面积大幅扩张；与此同时，由于不合理的开发方式，绿洲外缘也出现了荒漠化的趋势，并带来了盐渍化、尾闾湖干涸、生物多样性减少、土地污染、湿地减少、水土流失加剧等一系列生态环境问题，严重威胁着绿洲农业可持续发展。农业开发改变了绿洲农业生态系统结构，土地利用方式也发生了明显变化，其中耕地、园地、水域、建设用地不同程度地增加，林地先减少后增加，总体保持平衡，牧草地明显减少。生态系统结构改变引起系统功能发生了明显变化，研究结果表明，1958-2010年间，石河子绿洲生态功能明显改善，其生态系统服务功能价值由14.64亿元增加到26.18亿元，52年间增加了78.81%，各项单项服务功能价值也呈不同程度的增加，总趋势持续上升。进一步研究表明，这一时期石河子绿洲生态、经济协调发展，但总体上却呈下降趋势，目前已接近临界，绿洲生态环境安全形势严峻，调整农业生产结构与土地利用方式，迫在眉睫。研究发现，过去60年来石河子绿洲农业生态系统结构与功能的变化主要是基于水资源的开发利用，水是绿洲存在和演变的关键因素，其利用方式和水平决定了绿洲农业开发的广度和深度。但就绿洲目前的现实情况来看，地表水资源的开发几近极限，今后该区绿洲农业开发的方向应该是：在进一步完善高效节水灌溉农业的基础上，积极调整绿洲农业生产结构与产业布局，增粮减棉，扩草兴牧，扩园植林，促进农牧结合，优化绿洲土地利用，实现绿洲农业的可持续发展。为保障农业开发顺利进行，提出以下措施：创新农地制度，保障生态用水，建立生态补偿机制，创新绿洲农业技术体系，构建绿色GDP核算体系，建立环境税收制度，保护资源合理利用，协调兵地关系，实现垦区农业资源的高效利用以及绿洲农业的可持续发展。