绿洲是干旱半干旱地区人类耐以生存的基础,随着气候变化和人类活动的加剧,干旱区绿洲生态环境日益恶化,建立可持续发展的绿洲成为干旱区人类的首要目标。本文以新疆玛纳斯河流域绿洲为研究对象,基于遥感解译、水文气象数据以及社会经济数据等资料,对玛纳斯河流域人工绿洲和天然绿洲的进行了划分,分析了流域人工绿洲、天然绿洲以及绿洲总面积变化过程,运用主成分分析法从自然因素和人文因素两方面构建了绿洲变化驱动力指标体系,探讨了人工绿洲、天然绿洲以及绿洲总面积变化的驱动力,通过揭示流域水文干旱的演变过程,进一步分析了干旱影响下流域绿洲的稳定性,基于水热平衡理论构了的绿洲适宜规模型,确定了玛纳斯河流域绿洲的适宜规模和适宜耕地面积。研究成果可为玛纳斯河流域绿洲的可持续发展提供科学依据。主要研究结论如下:(1)分析了玛纳斯河流域人工绿洲、天然绿洲、绿洲总面积变化及其驱动力。研究结果表明,1990年至2015年,玛纳斯河流域人工绿洲增加3118.47 km~2,天然绿洲减少2310.40km~2,人工绿洲面积增加的主要来源是耕地、建工用地以及水域,其中耕地增加的最为明显,26年间,耕地面积增加2841.19 km~2,年均增加109.28 km~2,天然绿洲面积的减少的主要来源是草地和林地,其中草地减少的最为明显,26年间,草地面积减少2287.91 km~2,年均减少87.99 km~2。从整个流域上来看,玛纳斯河流增加的绿洲面积远大于减小的绿洲面积,玛纳斯河流域绿洲朝着增大的趋势发展,其中2010-2015年是绿洲面积增长的巅峰期,其次是1990-2000年,2000-2010年绿洲增长的最为缓慢。玛纳斯河流域绿洲变化是人口增长、农业技术提高和社会经济发展共同作用的结果,其中,人口增长和农业技术提高是影响玛纳斯河流域天然绿洲和人工绿洲面积增加的主导因素。(2)揭示了不同时间尺度下流域干旱的演变过程。研究结果表明,月、季、年尺度上玛纳斯河流域绿洲干旱均呈现减弱趋势,在1995年以后干旱减弱的较为显著。月尺度发生干旱的频率为33.05%,多以轻旱和中旱为主,且3月和10月是干旱的频发期。季尺度易发生秋旱和冬旱,发生的频率分别为35.00%和31.67%,多以轻旱为主。年尺度发生干旱的频率为28.81%,以轻旱和中旱为主。季尺度和年尺度分别存在32-44年尺度的主周期和44年尺度的主周期,在下一个周期,流域季尺度和年尺度干旱将会出现增强趋势。(3)分析了干旱影响下玛纳斯河流域绿洲的稳定性,确定了玛纳斯河流域绿洲适宜规模和适宜耕地面积。研究结果表明,1990-2015年,玛纳斯河流域绿洲一直处于亚稳定状态,绿洲稳定的形式不是很乐观,伴随流域44年尺度主周期干旱的影响,流域绿洲稳定性受到威胁将会进一步加大;对玛纳斯河流域绿洲进行研究发现,1990年、2000年、2010年和2015年玛纳斯河流域绿洲的适宜规模分别为4132.04 km~2、3625.86 km~2、4481.06 km~2、3942.28 km~2,适宜耕地面积分别为1652.82 km~2、1450.35 km~2、1792.42 km~2、1576.91 km~2,与实际面积和实际耕地面积相比,绿洲适宜规模和适宜耕地面积均远小于实际规模和实际耕地面积。为保证绿洲的稳定,玛纳斯河流域应缩减绿洲规模、严格控制耕地面积的持续增长。