随着城市化和规模化节水灌溉的推广,西北干旱内陆绿洲区的地表植被覆盖发生了很大的变化。由于农业和林业发展的不均衡,加上林业产生效益在短期内滞后于农业的产出,在农-林-牧争水过程中,林业总是被置于劣势地位,往往在灌溉水量和灌溉制度上落后于农业,尤其是农业灌溉实现了规模化大面积膜下滴灌方式以后,原有多年生的防护林的灌溉引水渠消失,灌溉水量得不到有效保证,致使原有的防护林大面积衰亡和退化,严重的影响了防护林的防护效果,综合效益就很难得到保证。因此本文研究了:(1)利用遥感技术,选取新疆石河子地区1998年,2007年和2017年的TM/OLI影像数据,基于像元二分模型,分析了三个不同时段的植被覆盖度和植被变化情况;(2)利用稳定氧同位素(δ~188 O)研究干旱绿洲区常见农田防护林胡杨(Populus euphratica)、沙枣(Elaeagnus angustifolia)和榆树(Ulmus pumila)在农田节水灌溉模式下的水分利用机制,根据直接判断法、IsoSource模型和吸水深度模型3种方法对结果进行了对比分析。得出以下结论:(1)1998年,2007年和2017年植被覆盖度分别为52%,60%和48%,呈先增加后降低的趋势;Ⅱ级和Ⅲ级植被覆盖区分别以平均每年1.17%和1.56%的速率递增;Ⅰ级、Ⅳ级和Ⅴ级植被覆盖区分别以平均每年0.05%,0.26%和0.75%的速率递减,总体而言,该地区近20年植被退化面积大于恢复面积。结合土地、气象、水文等资料分析,认为地下水的过度开采和城市化的扩大等人为原因是该地区植被发生退化的主要原因。(2)不同时间,不同树种防护林水分利用来源不同。4月胡杨主要使用10—20cm的浅层土壤水,贡献率为83.3%,平均吸水深度为18 cm;沙枣主要使用80—120cm和120—160 cm的深层土壤水,其贡献率分别为50.6%和16.9%,平均吸水深度为118cm;榆树主要使用50—300 cm的深层土壤水和地下水,累计贡献率为82.5%,平均吸水深度为95 cm。5月胡杨主要利用浅层0—30 cm的土壤水,贡献率为57.1%平均吸水深度为28 cm;沙枣和榆树转而利用表层0—10 cm的土壤水,其贡献率分别为50.8%和52.7%,平均吸水深度都为37 cm。6月胡杨利用0—20 cm浅层土壤水和地下水,贡献率分别为38.7%和10.5%,平均吸水深度为25 cm;沙枣有76.9%的水分来源于10—20 cm的浅层土壤,平均吸水深度为34 cm;榆树主要水分来源中有49.1%来自于0—80 cm,平均吸水深度为29 cm,另有12.3%来自于地下水。7月份胡杨主要利用0-20 cm的浅层土壤水,其贡献率为50.4%;沙枣对于浅层0-20 cm土壤水分利用率为26.8%,较6月份大幅降低,沙枣对于其余各土壤层位的水分利用较为平均,大约维持在10%左右,对于地下水的利用为16%,说明沙枣对于浅层土壤水的利用率降低,增加了对于地下水的利用;榆树主要利用0-10 cm水分,其贡献率达到63.6%,对于其他层位的水分利用都在5%以下,说明榆树7月份主要利用0-10 cm土壤水,较6月份有所增加,有9.2%的水分来自于地下水,对于地下水的利用较上月略有降低。8月份胡杨对0-20 cm的水分利用率达到了56.8%;8月份沙枣对于表层0-20 cm土壤水利用进一步减少,0-10 cm为:7.9%,10-20 cm为:7.7%,较为稳定的利用中间层和深层土壤水,对于20-300 cm每层的水分和地下水利用率大约在12%左右。榆树对于0-10 cm和10-20 cm深度土壤水分利用率分别为14.4%和14.1%,对于其他层位土壤水水和地下水水分利用率大约维持在10%左右。9月份胡杨对于每层的水分利用率大约在10%左右。9月份沙枣主要利用50-300 cm的深层土壤水,其中160-200 cm和200-300 cm的利用率分别为25.5%和27.7%,对于0-10 cm和0-20 cm土壤水的利用率降低为为0.2%和0.1%,利用率几乎为零。9月份榆树对于0-10 cm和10-20 cm土壤的水分利用率分别为17.4%和17.1%,其余水分利用率大约为10%左右,说明该月份榆树对于每层水分的利用较为均匀。农田灌水对农田防护林的水分利用机制有着重要影响,本研究为本地区农田和农田防护林的优化灌溉提供参考。