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干旱区植被多样性贫乏，生产力低下，自我修复能力较差，生态环境极为脆弱，由于受水分条件的限制，脆弱的植被在气候的波动和变化下具有较强敏感性。尤其是近些年来，由于受气候变暖和频繁的人类活动影响，诱发干旱区生态环境出现了一系列问题，如土壤沙漠化、盐碱化、植被退化和河流断流等。我国西北干旱区深居内陆，气候干旱少雨，是世界的干极之一。同时由于受特殊地形的影响，形成了世界上独特的山盆结构，即山地-绿洲-荒漠耦合的生态系统和生态水文过程。充分地认识该区域的植被生态格局、动态变化过程以及对气候变化和人类活动影响下的水热条件的响应规律，对于区域生态环境保护、水资源合理配置以及应对未来气候变化都具有重要作用。 植被是生态环境评价的重要指标，本文以西北干旱区植被为研究对象，利用遥感植被指数(Normalized Difference Vegetation Index，NDVI)，从宏观区域尺度上着重分析西北干旱区独特的植被空间分布格局以及近三十年的动态变化特征，并以典型流域为例分析植被覆盖特征和物候要素对气候和水文过程变化的响应规律，主要得出以下结论: (1)西北干旱区植被覆盖和植被物候呈现较为复杂的空间格局。由于降水稀少、气候干燥、区域植被覆盖度低，形成整体以荒漠为基质，山地和绿洲植被为斑块的空间格局。由于受西风带水汽的影响，区域西北部植被覆盖好于东南部。植被稳定的区域主要分布在植被覆盖较高的山区和植被覆盖极低的荒漠地区以及绿洲内部的农业植被。植被脆弱区主要分布在绿洲边缘、昆仑山东部和祁连山西部地区以及河流下游地区。由于受海拔和纬度主导下的水热条件的影响，植被物候要素呈现较强的空间异质性，传统的热量生长季不能全面揭示西北干旱区植被物候分布特征。基于遥感植被物候监测结果表明，西北干旱区的山区植被春季生长季开始日期随海拔的增加推迟速率为10.7天/千米，由于受水分条件的限制，绿洲区春季生长季开始日期则随距出山口的距离的增加而推迟。以塔里木流域为例，距离出山口每增加10公里生长季开始日期推迟1.6天。 (2)近三十年，西北干旱区的植被整体呈现覆盖度增加和生长季延长的趋势。但是植被的增强主要分为两个阶段，第一阶段是1982-1998年的快速增强阶段，第二阶段是1998年以后的微弱退化趋势。其中年最大NDVI的减小是植被退化的主要表现之一，这些区域主要分布在北疆地区、河西荒漠区和南疆部分山区。不同区域植被生长季的变化趋势也存在一定差异性，1982-2011年间河西地区生长季开始日期提前速度为4.1天/10年，而生长季结束日期推迟速度为3.4天/10年。南疆生长季延长更多依赖于生长季结束日期的推迟，推迟速度为8.1天/10年，远远大于提前速度（4.5天/10年）。相比而言，过去三十年北疆生长季的变化最为微弱，平均来看，生长季开始的提前和结束的推迟变化都不明显。 (3)以塔里木流域为例，山区和绿洲区对气候水文因子呈现不同的响应规律，其中天山和昆仑山各水热因子和植被变化的关联度由强到弱的关系表现为温度＞径流＞降水，而各因子对绿洲植被的作用表现为径流＞山区降水＞温度＞降水。因此，气温是山区植被最主要的胁迫因子，而径流是绿洲植被最主要的限制因子，当地降水对绿洲植被影响微弱。植被状况和流域水循环之间具有影响和反馈的作用，降水的减少和作物面积的增加尤其是棉花种植面积的增加和高强度的地下水灌溉是2007-2008年流域水储量下降的主要原因。 (4)基于黑河流域植被春季物候的研究发现，由于受水热条件的限制，流域春季生长季开始日期表现为中游绿洲最早，下游绿洲次之，山区植被最晚的非单调性复杂格局。其中山区植被物候对春季温度的变化呈现显著的负关系，黑河中游的张掖和高台绿洲同时受到春季气温和冬、春季水分的影响，但是对径流和温度的响应强于降水。黑河下游的额济纳地区春季物候主要取决于前一年上游的径流量，前一年径流量越大，次年的春季植被生长季开始日期越早，按照90年代径流量最小值5亿立方米，增加到近十年的年均10亿立方米算，春季植被物候提前约4.5天。 (5)西北干旱区植被同时受到气候变化和人类活动的不同程度影响，本文通过山区-绿洲区-荒漠区的分离实现气候变化和人类活动对西北干旱区植被贡献的定量区分，并以黑河下游为例进行了深入分析。结果表明，黑河实施分水计划以来，整个区域生长季平均植被覆盖度从3.2％上升到4.5％，区域植被覆盖的变化对人类活动影响下的绿洲面积的比例最为敏感。2000年以来，绿洲的植被覆盖度和其面积比例，自然的荒漠区植被覆盖度以及其面积比例对下游植被变化趋势的贡献分别为7.8％、20.5％、75.8％和-4.1％，人类活动影响的灌溉面积变化和气候波动引起的荒漠区植被覆盖度变化对区域植被的贡献达到96％。总体来说，降水和径流可以解释45％-62％区域的植被覆盖度的变化和至少68％的增加趋势。