都市圈作为当前城镇群体演化的一种趋势，是区域城镇群体发展到一定阶段的产物，其用地变化比单个城市更具复杂性。因此，开展都市圈城市化过程中的土地利用/覆被变化研究，已经成为当前区域土地利用/覆被变化研究的重要内容。乌鲁木齐与周边城市已经形成干旱区绿洲都市圈的雏形，随着都市圈经济一体化进程的加快，今后区域空间格局将产生较大的变化，同时经济一体化过程也需要相关的空间研究作为发展依据，因此有必要从土地利用/覆被的角度对乌鲁木齐都市圈用地空间进行相关研究。 论文在城市与区域空间发展理论的指导下，结合数理统计方法、GIS空间分析方法和元胞自动机模型技术，对乌鲁木齐绿洲都市圈土地利用/覆被变化进行了系统的分析，重点总结了干旱区土地利用/覆被变化的特点和绿洲城市空间格局特点，并且从自然条件、社会经济、生态环境与城市间相互作用这几个方面深入探讨了绿洲城市用地扩展的影响因子与作用机制，论文最后构建了元胞自动机模型模拟了都市圈多个城市用地的空间扩展。 论文具体包括四部分，每一部分的研究内容与结论如下： 第一部分：绪论、研究综述与理论介绍，包括第一、二、三章的内容。在参阅了大量文献的基础上，介绍了文章的研究背景、选题依据和研究意义；总结了国内外对土地利用/覆被变化与城市空间模拟这两个方面相关的研究进展，指出目前研究中存在的不足之处，据此提出本文研究的目标；为了使论文的实证分析有一定的基础理论作为指导，根据后文所要研究的具体内容，概括了城市空间扩展与绿洲系统相关的理论。 第二部分：都市圈土地利用/覆被变化分析，包括论文的第四章内容。首先，以行政辖区为范围，从宏观层面讨论了都市圈用地格局特点以及1985-2000年期间土地利用/覆被的变化；然后，选择城市最为集中的都市圈核心范围，从中观层面详细分析了1989-2002年期间主要用地在规模、幅度、形态、转换过程与空间分布上的变化；接着，在城市建成区的尺度上，从微观层面对1998-2006年都市圈五个城市用地的规模对比、形态变化、扩展方向和结构变化进行了分析。最后，基于上述的分析，总结出绿洲都市圈土地利用/覆被变化的特征与城市空间格局变化的特点：(1)乌鲁木齐都市圈在干旱区景观格局的影响下，土地利用/覆被变化在山地、绿洲和荒漠区差异很大。南部山地区土地覆被变化缓慢，结构稳定；中部绿洲区各类用地的双向转换比较频繁，用地在动态转换中处于基本平衡状态；北部荒漠区土地单向转换比较明显。(2)绿洲是干旱区土地利用变化最为明显与复杂的部分。裸地和农业用地面积变化最大，建设用地中城镇、农村居民点和道路的变化在规模上的增长与裸地和农业用地相比很小，但是其变化幅度与发展趋势却非常明显，由于受南部山地的限制，北部平坦的冲积平原成为农业用地与建设用地扩展的主要方向。(3)在干旱区土地利用/覆被演化的过程中，城市基于农田空间基底形成了以乌鲁木齐为核心向北延伸的“核—轴—组团”放射状空间结构。 第三部分：都市圈城市用地扩展影响因素与机制分析，包括论文的第五章。分析得出以下结论：(1)都市圈城市用地扩展受到自然条件的约束、社会经济推动、交通牵引、政策规划引导、生态环境约束和核心城市的调节等多种因素的影响。(2)在都市圈发展的不同阶段有一定的主导因子。当绿洲城镇初步形成时，自然条件对绿洲城市用地发展起关键的作用；当城市在孤立膨胀发展时期，人口集聚和经济发展是城市用地扩展的首要推动作用力；当城市在集聚力主导下扩展时，经济发展、人口规模依然对城市用地扩展起重要作用，区域交通发展也推动了用地向外扩展，水资源对用地规模的限制作用开始显现；当城市在扩散力主导下向外扩展时，为了协调区域内群体城市的发展，政府规划作用力越来越大，同时也开始重视区域生态环境、城市相互作用力等因素的作用，城市用地的扩展依旧要在水资源可承载的限度下进行。 第四部分：都市圈城市空间扩展模拟，是论文的第六章内容。基于前文的分析，借鉴CA模型的技术原理，构建都市圈城市空间扩展的CA模型。为了使原本比较机械的CA模型能更真实反映城市扩展过程，这一部分把都市圈城市发展的特征、演变机制较好地融合在模型构建过程中。在转换规则的组织中将影响机制分为宏观约束、中观调节、微观驱动三个层次来逐步实现，建立了多层次转换规则较真实地模拟城市的演化。并且所构建的模型经过反复调试与修正，检验模型精度的Lee—Sallee形状指数达到了76％，可以用此模型进行未来时序的用地扩展预测。对2010年和2020年模拟的结果体现出城市用地扩展沿城市优势方向扩展、沿交通轴线发展、各城市不同步发展等与都市圈发展比较接近的规律。 论文的创新点主要有：(1)首次从不同空间尺度对绿洲都市圈土地利用/覆被变化进行了系统的分析。从宏观、中观与微观不同空间尺度展开的研究，不仅是对干旱区土地利用/覆被变化研究视角的全新尝试，而且基于土地利用/覆被变化的城镇空间分析，丰富了绿洲城镇空间的实证与理论研究内容。(2)构建了体现都市圈城市群体扩张的CA模型。既考虑了城市个体发展的规律，也综合了城市群体发展特征，构建了可以表现城市群体扩张的CA模型。模拟结果明显避免了城市均匀扩展的弊端，而表现出与都市圈发展现实比较接近的规律，取得了较好的成效。