论文以山地垂直带谱的数字集成与分析为主线条，首先探索和深化垂直带谱的数字集成理论与方法，并结合山地垂直带谱有关的地学信息，如地形、地貌、气候和土壤等，组成一个山地垂直带谱的多维的、全方位的基础信息库；再以天山北坡为例对垂直带与环境关系进行数字分析，寻求山地垂直带谱地学解释的突破。主要内容包括：　　 (1)山地垂直带谱的数字集成：在已有系统的基础上，克服了显示和实现上的弊端(系统中存在标识不清、垂直带颜色不易变动、大量带谱显示时可视程度较差等问题、不支持多种格式的数据输出，未能实现用户自定制等)，采用了更为有效的图形控件(TeeChart5.0)，突出用户的自定制原则，提出了一次成图、分页显示的设计，增加了多种格式的图形显示和数据输出，支持Bitmap、EMF和JPG等的输出，在数据导出中支持强大XML、文本文件和Excel数据的输出。全面提升了中国山地垂直带谱信息系统(1.0)的结构和功能，使得山地垂直带谱数据存储、地理位置查询、高度查询、数据组织和分析、数据显示、数据库管理、数据空间分析更加科学和方便。不仅有效地集成山地垂直带谱数据，而且充分地发掘山地垂直带谱空间变化规律，为建立世界山地垂直带信息系统奠定了方法和技术基础，也为山地垂直带规律研究及科学解释提供了基础平台。　　 (2)天山山地植被带的气候学解释：利用空间分析方法，进行山地气温和降水插值，计算了玛纳斯山区植被带水热系数指标。分析发现插值模型(Kriging)计算的水热系数在草原带与荒漠带之间的临界值(150)比现有文献结果(50)要大。创建了新的水热指数(P2/T≥5°C有效积温)，并对玛纳斯河和博格达山进行了计算，经验证该指标与山地植被带分布具有较好的相关性。　　 (3)天山山地植被的海拔梯度分析：对玛纳斯河、巴里坤、哈尔克山和博格达山植物种进行海拔梯度分析，得到两地不同植物种分布的上下限、分布宽度、植物种分布的海拔高度均值和标准差，众数、少数、中值等。　　 (4)天山山地植被带的土壤影响研究：首先从微观上研究土壤元素与海拔高度之间的关系，发现土壤元素全氮、全磷、有机质含量随海拔基本遵循二次曲线变化模式。荒漠带、草原带的土壤分异显著，可以认为土壤是小尺度上植被分异的主要原因之一；其次，由六个地形剖面森林带上下限海拔分布和土壤样本数据发现：经度在84-88°之间森林带幅宽度相对其他经度范围要宽。土壤有机质、全氮在这些区域变化范围都相对高于其他地区，基本与带幅宽的经向分布特征相符；第三，根据相同海拔处阴阳坡土壤理化性质的比较，阴坡有机质、全氮、全磷和电导率都明显高于阳坡，而PH值则低于阳坡，由此可以看出土壤因子是主导中小尺度的阴阳坡植被类型和分布差异的主要原因之一；第四，通过梯度格局法，选用了双变量相关分析(Bivariate Correlation)方法，做出了统计学推断：土壤因子与高程存在相关关系(PH与海拔的相关系数R2=0.692、海拔与有机质、全氮相关系数R2都超过了0.5)，说明海拔是制约土壤因子垂直分布的重要地学因子之一；同时，发现土壤各成分之间也存在紧密联系。第五，天山北坡植被垂直带的土壤养分元素、有机质、PH值从东向西元素含量几乎在一个范围内分布(例如，森林带有机质含量在5.608-34.99之间，而草原带则在1.965-5.907之间变化)，只是它们的分布高度有所不同。