绿洲是干旱区人类生存与发展基地。绿洲的发展对绿洲承载力带来压力,并且绿洲承载力是约束绿洲发展和建设的重要因素。而且绿洲承载力是由社会子系统、生态子系统和经济子系统构成的复合大系统,是一个复杂的耗散结构体系。吐鲁番地区是中国西北干旱地区,是西域地区人文风情、自然生态环境和绿洲农业的典型。根据生态、生产、生活系统之间的耦合关系,建立系统动力学模型,预测模拟吐鲁番绿洲“三生”承载力变化趋势,在这基础上探索吐鲁番绿洲最优发展规划。根据总结前人研究成果,以绿洲可持续协调发展背景下,选取84个参数,利用系统动力学软件STELLA建立模型,通过仿真结果与历史数据的对比分析,验证模型可靠性。以属于干旱区的吐鲁番绿洲为研究对象,将其可持续指标体系引入绿洲承载力的评价,以多种参数的调控下,设计四种发展模式,针对不同发展模式下的绿洲生态、生产、生活承载力进行动态仿真与分析。其主要研究结果是:本文对吐鲁番绿洲生态系统、生产系统、生活系统承载力进行了模拟分析、研究结果表明,在当前的发展模式下2030年吐鲁番地区的人口总量将达到78万人,在2010年的基础上增长了16万人,平均每年增长7681人口,城市化率降到37%,GDP与人均GDP分别达到1548亿元、19万元,固定资产投资增长到1096亿元,2010年水资源总量为12.21×108m3、耕地面积为35204ha,但是到了2030年水资源总量降到4.13×108m3,耕地面积降到27667ha。数据可以显示,人口、经济等子系统已达到社会发展目标。但是经济、人口增长推动下,水资源与耕地面积不断下降,灌溉面积不断增长,资源的开发量远远超出补给量。这使水资源承载力与耕地承载力下降。由于水资源、投入和人口对绿洲生态承载力、生产承载力和生活承载力变化成为决定性作用的核心驱动因子,影响生态承载力的水资源因子与耕地因子逐渐下降,说明生态承载力也在下降。经济承载因子在上升的趋势,说明生产承载力在上升。由于人均水资源与人均耕地面积在下降,因此生活承载力也是在下降。通过情景模拟对比,推荐将2010-2030年吐鲁番绿洲农业、工业增长率分别维持在11%、9%左右,乡村人口、城镇人口增长率分别控制在2.5%,1%,把耕地面积增长率4%、减少率控制在2%,灌溉面积增长率控制在2.1%,地表水、地下水开发率分别降低为2.4%、3.8%。在此方案下,城市化率就不断增长,2030年达到50%。到2030年耕地面积达到70074公顷,比在2010年47158公顷增长了22916公顷。到2030年地表水减少到7.3013亿m3,而地下水资源量降到1.59亿m3,这比传统发展模式节约了4亿m3左右的用水量,耕地面积也比传统发展模式的增长了42407公顷左右面积。同时,水资源承载力、经济承载力、耕地承载力也处于相对平衡状态。2001-2030年的水资源承载力指数在0.34-0.35之间、耕地承载力指数在0.52-0.53之间,经济承载力指数从0.47增长到0.95。水资源承载因子与耕地承载因子的相对平衡状态下,生态承载力与生活承载力会逐渐上身,在经济承载因子的逐渐上身的驱使下,生产承载力也会不断增加。因此我们推荐情景模拟四为吐鲁番绿洲可持续发展的最佳模式。