中亚地区是地球上重要的干旱区之一，约占全球干旱区面积的1/10，水资源极其匮乏，其主要植被类型为草地、农田和灌丛。近年来，该地区的植被退化已经成为全球突出的生态热点问题。本论文针对中亚干旱区（中亚五国）的植被退化研究较少、其植被生产力和水分利用效率变化及影响因素不确定等问题，首先采用GIMMS NDVI3g数据研究1982-2011年间植被退化状况，然后基于CASA模型反演该地区的净初级生产力(NPP)，结合MODIS蒸散发(ET)产品数据，深入分析中亚地区2000-2013年间生产力和水分利用效率(WUE)的变化趋势及其影响因素。本论文的主要发现为:　　(1)对比苏联解体(1991年)前后中亚地区植被退化特征，发现1992年后植被退化加剧，气候因子对植被变化的影响作用减弱。近30年，中亚气候整体呈现暖干化的趋势。考虑苏联解体的影响，对比1982-1991和1992-2011年植被NDVI的变化，发现1982-1991年只有部分小区域植被呈现退化，大部分区域都呈现绿化趋势;而1992-2011年间，植被退化趋势显著，尤其是北部草地和耕地退化明显。植被NDVI的变化与气候密切相关，但两个时期内其对气候响应方式不同。相比于1982-1991年，1992-2011年间降水与植被NDVI的相关性较低。此外，植被NDVI对降水滞后响应期从1982-1991年的0个月增加到1992-2011年的1-3个月，这表明该地区植被为适应气候变化可能发生植被功能类型的转变。温度在1982-1991年内多为促进植被生长作用，而伴随着温度的持续升高，1992-2011年间温度对植被生长转为抑制作用。　　(2)中亚干旱区植被ET和NPP的空间分布与植被类型、地理位置等密切相关。通过对2000-2013年间NPP和ET的时空格局变化分析，发现二者均以显著下降的趋势居多，且气候对二者的影响有所差异。中亚干旱区NPP和ET多年(2000-2013)平均值整体分布特点为:高纬度＞低纬度，高山＞平原。主要植被类型的NPP和ET值由大到小依次为:耕地＞草地＞灌丛。对比三种主要生态系统的NPP、ET和WUE之间相关关系，发现灌丛的NPP和ET相关性最高，表明其碳水耦合效果最好。从年际变化来看，NPP和ET以显著下降趋势为主，分别占植被面积的7.8％和13.5％，但各植被类型的变化趋势和程度有所差异。NPP和ET显著下降区域分布在哈萨克斯坦中部的草原和里海-乌拉尔河流域的农耕地区，少数上升区域分布在中亚南部高海拔地区（临近冰川）。气候与中亚植被NPP、ET均有很强的相关性，对比降水和温度的贡献率，发现NPP受降水影响的范围较大，约占植被面积的27.4％;而ET与降水、温度的显著相关面积均较多，但分布位置不一。　　(3)2000-2013年间，中亚植被的WUE波动较大，其中灌丛和耕地的WUE呈现显著上升趋势。中亚植被WUE受气候影响显著，由显著相关的面积可以看出，温度是影响中亚植被WUE的主导因子。由多年NPP和ET数据得出WUE数据集，发现中亚植被WUE多年空间平均值在1-1.7 g C/m2/H2O间变化，波动性较大。由于植被类型和气候因素等原因，WUE均值的空间分布与NPP和ET基本相反。相比NPP和ET，植被WUE显著变化面积较少，6.9％的植被WUE显著上升，另有3.4％显著下降，其中灌丛和耕地的WUE普遍呈现显著增加的趋势，整体增加速率为0.041和0.018 g C/m2/H2O/yr。气候因子对植被WUE的影响在大多数区域表现为显著正相关，其中温度是主导气候因子。　　(4)深入分析两个典型区植被的ET、NPP和WUE变化，发现草地和灌丛的WUE普遍高于农田。旱耕与灌溉农田WUE均受到气候的影响，但二者响应方式不同。北哈萨克三州和阿姆河-锡尔河流域两个典型区的农田NPP和ET较高，但其WUE比该地区的草地/灌丛低。北哈萨克三州植被的NPP、ET以及WUE的变化趋势随植被类型的不同而有所差异;而在阿姆河-锡尔河流域，三个参量的变化趋势则随流域空间位置的改变而不同。在北哈萨克三州区，其WUE与气候显著响应面积比约有8.0％，降水是旱耕区的主控因子，而温度是该区草地WUE的主控因子;而在阿姆河-锡尔河流域，其WUE与气候显著响应面积比约为21.0％，其主控因子为温度。此外，人类活动也会直接或间接地影响植被的生产力和WUE。