城市扩张及其引起的一系列环境问题日益引发了人们的关注。在“一带一路”建设中,城市起着枢纽的重要作用。新疆,是古丝绸之路的必经之地,也是“丝绸之路经济带”的核心区。随着“一带一路”的建设,新疆的绿洲城市将发挥着越来越重要的作用。本文以包括乌鲁木齐市、昌吉市、克拉玛依市、伊宁市、库尔勒市、喀什市、和田市、哈密市伊州区和吐鲁番市高昌区在内的9个绿洲城市/区域作为研究区,结合土地利用数据、植被数据、地表温度数据、统计数据在内的多源数据,利用遥感技术和地理信息技术探讨其2005-2018年城市建设用地扩张的数量特征、形态特征及扩张模式,并对其扩张的合理性和效率做出评价。在此基础上,对城市扩张过程中生态用地变化、植被变化和热岛效应做出分析,探讨城市扩张的生态环境效应,以期为城市的可持续发展,“生态城市”、“绿色城市”的建设提供理论支撑。研究的主要结论如下:(1)绿洲城市扩张研究。从2005-2018年,9个绿洲城市均呈现不同程度的扩张,且除和田市外,其他8个城市在2010-2015年扩张速度最快;从形态特征看,多个城市表现出紧凑度和景观形状指数均较小,城市建设用地斑块较为分散且斑块形状较为规则;从扩张模式看,各城市多表现为边缘式扩张,其次是飞地式扩张;从扩张合理性和扩张效率看,只有伊宁市、和田市和高昌区较为符合异速生长模型(R~2>0.6),伊宁市和高昌区的城市扩张速度超过了人口增长速度,和田市反之。不同城市在不同发展阶段的扩张效率表现出较大差异。(2)城市扩张的生态环境效应研究。(1)城市扩张对生态用地的影响。不同城市建设用地的扩张对生态用地的占用是不同的,但主要是耕地、草地、未利用地向建设用地的转化,鲜有水域和林地向建设用地的转化。从生态弹性系数看,2018年各城市建设用地范围内,乌鲁木齐市、昌吉市、喀什市生态弹性系数降幅更大;而克拉玛依市、库尔勒市和和田市建设用地生态弹性系数降幅相对较小。总体来说,各个城市市域范围内的生态弹性系数变动不大,这是因为相对于城市的行政面积而言,建设用地扩张导致的生态用地的转化面积比例很小。(2)城市扩张对植被的影响。2005年和2018年,除伊宁市外,其他城市建设用地的NDVI均值均有所上升,植被状况绝对特征转好,但就NDVI的相对变化特征而言,除乌鲁木齐市和昌吉市外,其他城市建设用地NDVI均值与市域NDVI均值的比值呈下降趋势,差值有所扩大。各个城市建设用地均以较低植被覆盖度为主,低和中低植被覆盖度占比在60%以上。各城市建设用地范围内多表现为低、高植被覆盖度面积的减小和中植被覆盖度面积的增大。(3)城市扩张的热岛效应研究。2005-2018年,除了伊宁市温度等级偏低,其他城市的建设用地基本都以中温、次高温、高温、特高温为主要温度等级。乌鲁木齐市、库尔勒市、高昌区建设用地的热岛比例指数有所下降,热岛效应有一定的缓解,而其他城市的热岛比例指数则有所上升,热岛效应增强。(3)总体来看,所选取的9个绿洲城市都呈现出不同程度的扩张,并由于建设用地的扩张导致原有生态用地、植被和城市热岛的变化。对于绿洲城市而言,生态环境较东部季风区更为脆弱,因此要加大生态用地、植被的修复,并且缓解由于城市扩张而日益增强的热岛效应,为区域发展奠定良好生态基础。