城市是人类生产、生活和文明成果最集中的地域空间，是地球表层物质、能量和信息交换最活跃的场所。当今世界，尤其是发展中国家，正经历着前所未有的城市化浪潮。改革开放以来，我国城市化进入快速发展阶段，我国未来很长一段时间内仍处于快速城市化过程中，由此引发的城市热岛效应等环境问题也会愈加明显。城市热岛效应是城市化的一个显著后果，并随着城市化的增加而加强。城市热岛因对城市气候和城市生态环境产生多种不利影响，一直是城市生态研究的焦点问题之一。地表温度是地-气能量和物质交换过程中的重要参数之一，在水文、气候等各个领域有着重要的应用价值。遥感技术因为具有多波段、多时相，能快速、连续、大面积获取地表信息的优势，已被广泛应用于地表温度定量反演中。绿洲城市是人类活动最为集中、人地关系最为复杂和敏感的区域。城市化推动绿洲走向繁荣。绿洲中的城市既有一般城市的特征，又处在绿洲之中，这些城市究竟是存在城市热岛效应还是绿洲“冷岛效应”，其特征如何，机制又如何，是一个值得探讨的科学问题。因此，本文综合运用遥感和地理信息系统、城市地理学、土地利用/土地覆被变化等多学科理论和手段，利用单窗算法、分裂窗算法反演了西北绿洲8座典型城市即临河市、石嘴山市、银川市、金昌市、嘉峪关市、格尔木市、乌鲁木齐市和克拉玛依市1980s末、2000年、2006年和2013年4期地表温度，应用自然裂法得到城市地表温度7类等级，分析了其时空变化特征，并从内、外流流域绿洲城市和不同类型城市探讨了地表温度的区域差异。通过进一步利用遥感影像计算机目视解译法等，获取了8座城市建成区扩展范围、土地利用类型、归一化植被指数（NDVI），结合社会经济统计资料和8座城市气象站近53年年均气温，对西北绿洲典型城市地表温度变化的原因进行了分析。最后针对绿洲城市地表温度负面影响提出了5条应对对策。本文主要结论如下：（1）从空间来看，1980s末-2013年，西北绿洲8座城市地表温度分布的范围各不相同，但也具有共性，地表温度高温区和极高温区的范围主要分布于城市周边裸地和沙地；低温区和极低温区则主要分布于绿洲耕地、林地、草地和水域上；较低温区、中温区和较高温区分布的范围变化最大。随着城市建成区的显著扩展，地表温度分布的空间变化明显。（2）从时间上看，1980s末-2013年，西北绿洲8座城市的地表温度变化特征并非完全一致。其中，临河市、石嘴山市和银川市热岛效应显著，前两者的热岛效应变化趋势一致，都同样经历了弱-强-强-弱的变化过程，而银川市则为强-较强-更强-弱。其余5座城市“冷岛效应”明显，变化趋势分别为：金昌市经历了强-弱-增强-更强变化过程；嘉峪关市和乌鲁木齐市一样，经历了弱-强-弱-强的变化过程；格尔木市和克拉玛依市相同，经历了弱-强-较强-更强的变化过程。（3）从内、外流流域看，内流流域5座绿洲城市“冷岛效应”凸显，外流流域3座城市热岛效应凸显，且变化趋势也不尽相同。从不同类型城市地看，首府型城市银川市和乌鲁木齐市人口规模大，城市扩展速度快，银川市热岛效应范围随着城市建成区扩展迅速扩大。乌鲁木齐市因城市化所带来的人口增加，城市建成区扩展凸显热岛效应，但并未削弱绿洲“冷岛效应”。资源型城市石嘴山市、金昌市、嘉峪关市、格尔木市和克拉玛依市，人口规模小，城市扩展速度慢，除石嘴山市是热岛效应外，其余城市为“冷岛效应”。8座绿洲城市中唯一的小城市临河市为热岛效应，即使相同类型的城市地表温度变化趋势也不完全一致。（4）城市年均扩展速度计算表明：8座绿洲城市中以乌鲁木齐市城市扩展速度最快，已进入高速扩展期，银川城市扩展速度较快，排在第二位，金昌市和嘉峪关市位居第三，其他4座城市均处于缓慢扩展期。LUCC研究表明，8座绿洲城市1980s末-2013年建设用地增长最显著，除嘉峪关市和格尔木市耕地面积呈增加趋势外，克拉玛依市2013年较2006年有所减少外，其余5座绿洲城市的耕地面积均在不同程度减少。建设用地和未利用土地是各城市LST均温最高的土地利用类型，但标准差一般较小。耕地、林地和水体LST均温相对于其它土地利用类型偏低，是地表温度的冷源所在。NDVI与LST相关性分析表明，西北绿洲8座城市的NDVI与LST具有显著的负相关性，相关系数介于0.825~0.540之间，都达到显著相关。社会经济统计治资料表明，西北绿洲8座城市社会经济获得了快速发展，尤其是银川市和乌鲁木齐市发展最为迅速，第三产业产值超过第二产业产值，经济结构合理。5座资源型城市和临河市第二产业产值大于第一产业和第三产业产值，工矿业在经济结构中居支配地位。全球变暖与区域响应分析表明，近53年来，8座绿洲城市年均气温均呈上升趋势，与全球变暖响应一致。除乌鲁木齐市外（0.104℃/10a），其余仍然高于全球增温趋势0.18℃/10a（1980-2009年）。（5）针对8座绿洲城市地表温度负面效应，从有效规划，合理布局城市；合理规划城市土地利用，确保土地资源永续；保护耕地，提高土地利用率；发挥绿洲“冷岛效应”；控制人口数量，减少人口压力5个方面提出了具体对策。