本研究中的石河子垦区为石河子市区以及包括石河子乡、下野地灌区、安集海灌区、莫索湾灌区在内的农八师/石河子市的农耕区域。石河子垦区的发展过程是一个以垦区农业规模扩张和垦区内部城市化发展为主要形式的绿洲化过程。通过研究土地利用/覆被变化过程和城市扩张过程，揭示了水资源约束条件下绿洲化进程的环境效应。同时通过对垦区未来绿洲化进程进行情景模拟，得到了垦区在最佳的水资源利用条件下的最适宜的绿洲发展规模。　　 文章通过遥感解译和统计数据分析等方法，分析在水资源作用下的区域绿洲化过程即土地利用/覆被变化过程及市区的城市扩张过程，并得出在目前的绿洲化过程下垦区土地利用/覆被变化和城市扩张对水资源的影响及水资源的环境效应。结果如下：　　 1)利用遥感影像解译及土地利用转移矩阵方法研究本区域土地利用/覆被变化情况，结果表明本区内土地利用/覆被类型主要为农田和草地，其次为沙漠和盐碱地。其中农田面积为2675.98km2，草地面积为1218.78km2，沙漠面积为851.57km2，盐碱地面积为526.99km2。在1976年到2009年间，农田和盐碱地呈增多的趋势，分别增加了251.19km2和138.39km2；草地减少比较明显，减少面积约为416.89km2；沙漠面积略有增加。因此，农田、草地和盐碱地的相互转化和位置变化构成了研究区土地利用/覆被变化的主要过程。　　 2)研究发现，人为的土地利用过程会改变区域水文水资源的格局，而水文水资源格局变动会带来一定的环境变化，例如下游区域草地的退化和沙漠的前进以及垦区内部分地区的次盐渍化的加剧和盐碱地的增多。盐渍化严重的区域多位于灌溉水渠和平原水库四周或者沙漠边缘排盐水的汇集区。草地减少的影响，表现在植被覆盖度的降低会加剧垦区土地的水土流失和风蚀现象，特别是在沙漠边缘地带，荒漠草原生态系统的自然演替在受到干扰后无法继续固定沙丘使沙漠化面积逐渐扩大。　　 3)垦区土地利用/覆被变化过程就是绿洲农业发展的过程，根据1976年和2009年各土地利用类型所占面积及其所需灌溉水量，可得垦区农田开发的需水量。其中1976年农田开发总需水量约为2.03×109m3，2009年农田开发总需水量约为1.34×10m3。由于农田灌溉技术的提高，在农田面积增大的前提下总需水量减少了6.9×108m3。　　 4)石河子城市扩张过程需要水资源作为支撑并向下游排出大量污水。利用已有的石河子生活用水和工业用水与石河子城市人口数量和工业产值的对应数据，可通过相关分析等方法得到计算城市生活月水量和工业用水量的公式。结果表明，当石河子市人口达到100万时，生活用水量可达4.68×108m3，当工业生产总值达到3000亿元时，工业用水量可达8.33×108m3。　　 5)石河子市城市污水排放会对对下游造成的污染，其主要途径是污水汇入蘑菇湖水库后继续经水库向下游输送。蘑菇湖水库所接纳污水基本上均为石河子市排放，因此蘑菇湖水库的水质基本可以表征石河子市污水排放的环境影响。根据spearman相关分析，水库水质同年代没有明显伴随的正相关关系，蘑菇湖水库水质在降为Ⅴ类和劣Ⅴ类之后一直保持着一种稳定的状态。　　 6)从耕地扩大用水和城市扩张用水两个方面着手构建六种不同绿洲发展规模的情景，并按照生态环境优化原则选择了适度开发草地和盐碱地的第七种情景。通过对七种情景的模拟可以发现，以开垦高中覆被草地的三分之一和盐碱地的三分之一；并力求2030年石河子市工业规模发展到1000亿元左右，人口规模达70万人左右的情景S31可作为在目前水资源利用条件下石河子垦区绿洲化发展的最适宜目标。在这种规模条件下，石河子垦区可用水资源不仅可以满足垦区绿洲化的要求还有部分剩余可用水资源可用于绿洲生态用水优化或者进一步的绿洲开发等。　　 而在高、中覆被草地开垦和全部盐碱地优化开垦的基础上，达成目前平均增长率下的城市发展规模的S21和S23虽然也在水资源阈值之内，但是大面积的开垦草地和不计后果的开垦盐碱地也会造成新的生态恶化、植被退化的后果。