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近些年来，天山北部由于人类活动以及自然因素等综合影响，不断出现大范围气候异常现象，极端天气事件频繁发生，给农业生产以及生态环境造成了严重的影响和损失。气候和植被之间从局部到全球尺度存在极强的相关，传统动力和理论分析因其在处理植被-大气之间的关系时做了简化，所以它也很难区分气候对植被的响应关系，而辨明这种响应关系又是十分重要的。区域尺度上不同时间尺度下降水对该区植被变化的响应是否存在差异，又是一种什么样的响应关系？植被变化与极端降水事件的发生是否具有关联性？所以研究植被变化对区域气候变化的反馈作用具有重要的理论意义，也为天山北部绿洲农业生产的防灾减灾提供了理论依据。 本研究利用1981~2010年的归一化植被指数（NDVI）数据和标准气象台站日值数据首先运用消除趋势波动分析（DFA）、样条函数法(Spline)、和最小二乘法等方法，对天山以北5个不同区域1962-2009年的降水量和地表湿润指数的时间和空间变化特征及其变化趋势进行统计分析，以探讨分析各分区的不同年份、季节气候干湿变化特征及其原因。在此基础上首次采用小波互相关分析方法（waveletcross-correlation）分析不同时间尺度上区域降水以及极端降水对植被变化的响应关系。在此基础上采用数值计算模型分析植被对气候的反馈作用随时间尺度和时滞的变化趋势。结果如下： 1）各分区分季节湿润指数序列至少在48a的时间尺度上具有微弱的Hurst效应，各分区不同季节差异较明显；近48年来天山北部荒漠绿洲区降水整体呈现统计意义上的增加趋势，但是地表湿润指数变化趋势差异较大。 2）干化趋势最显著的地区与增暖最强烈的地区对应，干化趋势最显著的地区在伊犁谷地及其周围地区，准噶尔西部山地和东部边缘地区干化趋势次之。 3）干湿变化表现出了明显的季节差异，干化趋势最显著的季节为冬季和秋季，春季次之，夏季全区表现为明显的变湿趋势。湿润指数揭示了与降水不同的干湿变化趋势，它更能客观地诠释在全球增暖背景下区域的干湿演变特征及变化趋势，并且植被覆盖度的变化能对各分区干湿变化的动力学变化趋势做出有效的解释。 4）小波互相关分析和数值模拟，结果证明植被变化对后期气候的反馈作用随着时滞的变化差异显著，并且已通过多种数值模拟验证了这种差异的存在。前期植被变化对后期降水以及极端降水的反馈作用随着时间尺度和时滞的变化呈现规律性变化，并且存在最佳的分析时间尺度和最佳的时滞。 5）分析植被变化对降水的反馈作用时，可以先对数据进行小波互相关分析，得到植被变化对降水变化影响较为明显的时间尺度和时滞，然后对所得到时间尺度和时滞采用Liu的计算方法进行计算，得到最佳的反应的植被反馈作用的时间尺度和时滞。 6）针对天山北部不同地区的区域气候特征提出相应的绿洲农业生态保护措施与对策。