塔里木河地处我国西北干旱区，其下游是我国内陆河流域生态环境退化的典型。近50年来，由于上游的农业开垦和对水资源的不合理利用，致使上游来水量逐年减少，水质不断恶化，生态环境问题日益严重。塔里木河下游垦区五个农牧业团场，既是这一生态环境变化的受害者，同时也是这一变化的制造者之一。本文以塔里木河下游垦区土地利用/覆盖变化为着眼点，利用1977、1987、1999年Landsat卫星遥感影像资料、研究区50年代航测的地形图及各团场统计资料，研究了塔里木河下游垦区近50年来土地利用/覆盖的变化过程及其驱动因子，并在此基础上利用改进后的CLUE-S模型对该垦区2020年的四种不同土地利用情景进行模拟预测。主要结论如下： 1、近50年来塔里木河下游垦区土地利用/覆盖的时空变化相当显著，主要表现为水体、高覆盖草地、林地和中覆盖草地面积锐减，主要转变为沙地和盐碱地。通过分析垦区各土地利用/覆盖类型的重心变化发现，水体、耕地、林地、沼泽、草地和居民点的重心不断向塔里木河上游方向移动，这与垦区的人口和经济重心的移动方向是一致的，而沙地和盐碱地的重心则不断向相反的方向移动，垦区的东南部出现大面积沙化和盐碱化。从垦区土地利用/覆盖主要变化类型分析来看，林地(草地)-中覆盖草地-低覆盖草地-沙地(或盐碱地)的转变规律非常明显。沙地和盐碱地正在不断地吞噬整个垦区，如果不及时采取有效的防治措施，最终的结果将是全垦区的沙化。 2、1977-1999年23年来垦区的景观格局变化分析，主要结论包括：(1) 垦区景观多样性不管是在区域上还是在时间上都存在很大的差异，但在时间上总体呈现下降趋势，这说明了景观的异质性程度在下降，人类活动显著地改变了景观的多样性；(2)垦区大多数景观斑块的平均形状指数和平均分维数都是逐年上升的，这也说明了各景观斑块的形状朝越来越不规则和越来越复杂的趋势发展，但发展的趋势缓慢。在垦区景观的变化与发展中，一方面人类在尽力扩张垦区外围，使垦区面积扩大，其结果使各景观斑块形状的不规则性和复杂性增加，分维数也相应增加；另一方面人类也在尽量规划垦区内部，其结果使景观斑块形状趋向规则，其复杂性降低。近20年来，一直是前者占优势，只不过这种优势在后期逐渐减弱；(3)垦区各景观类型破碎化程度和分离度随时间总体呈下降趋势，但各景观类型间存在较大差异，人类干扰程度较大的斑块，其景观的破碎度和分离度也较大，受人类影响较弱的斑块类型，其景观的破碎度和分离度也较小。 3、近50年来塔里木河下游垦区土地利用变化驱动因子分析。利用多层线性模型对近50年来塔里木河下游垦区的主要土地利用/覆盖变化的区域背景因子和各团场社会经济因子进行分析，结果表明影响不同土地利用/覆盖类型变化的区域背景因子和社会经济因子是有差别的，但是从总体上来讲，垦区的土地利用变化主要是受团场个体因素的影响，而且这些因素都是与种植业或畜牧业发展相关的社会经济因子。同时，区域背景条件的变化也是影响垦区各类土地利用类型变化的重要因素。本研究选择了上游来水量和其他的一些自然气候因子作为变量进入模型，从分析的结果来看，各类土地利用类型的变化主要跟年蒸发量、年降水量、年来水量和年相对湿度这些与水量相关的自然因素有关，随着水量的减少，沙地、盐碱地、耕地的面积在增加，而水体、林地和草地的面积在减少。 4、塔里木河下游垦区土地利用/覆盖变化的模拟和预测分析。在CLUE-S模型的基础上加入了邻域丰度因子，加强了邻域之间的相互作用部分，并利用塔里木河下游垦区1987年和1999年土地利用/覆盖分类结果对改进后模型的模拟效果进行评估和验证，结果表明：改进后的模型应用于土地利用/覆盖变化相对比较剧烈的塔里木河下游垦区，模拟效果比较好，总体精度和Kappa系数分别为67.9％和0.61，明显优于CLUE-S模型。同时研究还发现，塔里木河下游垦区土地利用类型之间的邻域作用主要发生在步长小于5 (即1.5km)的区域，因此，只要考虑步长为5以内的邻域丰度因子就能很好地对垦区的土地利用/覆盖变化进行模拟。 此外，本研究还利用改进后的模型对塔里木河垦区2020年土地利用/覆盖变化进行模拟和情景预测。通过比较四种不同情景下的土地利用/覆盖预测结果发现，综合发展目标情景比较全面地考虑了垦区的经济发展和生态安全等需要，较好地协调了两者之间的矛盾，具有较高的合理性和现实意义。