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土地利用/土地覆被变化(land-use/land-cover changes，LUCC)的定量评估，多集中在资源环境卫星数据广泛应用的近40年，在这之前较为准确刻画LUCC过程的信息严重不足，尤其是干旱区，这不利于全面认识和评估LUCC对气候变化和水/碳循环的影响。本文以天山北坡三工河流域为研究区，基于黑白航片、彩红外航片、Landsat-TM影像、SPOT5、Landsat-OLI影像，定义了现代绿洲及其外围荒漠景观土地利用/土地覆被(land use and land cover, LULC)类型，重建1950s以来的土地利用/土地覆被(LULC)数据集，并基于数理统计模型分析了在绿洲演变过程中LUCC特征。为了更好表征城市LUCC变化，对绿洲城市（镇）用地进一步细分为透水地表(pervious surface area，PSA)和不透水地表(impervious surface area，ISA)，并分析了其时空变化。基于1989-2014年Landsat TM/ETM/OLI影像数据，反演得到了绿洲及其外围荒漠地表温度(land surface temperature，LST)时空分布，进一步分析了在绿洲演变和绿洲城市扩张的背景下，绿洲、绿洲城市以及外围荒漠的热效应时空变化特征。主要结论如下: (1)1949-2014年，三工河流域绿洲扩大了162km2。1950s和2000s在“兵团早期大生产运动”和“农业现代化”的背景下绿洲LUCC最为显著，是探讨绿洲演变过程中不可或缺的一部分。整个绿洲的发展是“兵团管理”、“地方管辖”两种不同的管理模式共同推动。1958-1968年，1998-2014年兵团管理区是绿洲演变的主要贡献区域;1968-1998年地方管辖区是绿洲演变的主要贡献区域。绿洲主要是由土质荒漠转化而来的，其中位于绿洲边缘的柽柳和梭梭群落受绿洲扩张的影响缩减程度最大。三工河流域1950s-2004年现代绿洲演变具有干旱区绿洲演变的普遍特征，但2004年以后的演变仅适用于有较大规模跨流域调水或新增水源的绿洲演变情形。 (2)2004-2014年，阜康及准东石油基地的城市建设用地的范围扩张了1.5倍，不透水表面显著增加。在新城区不透水表面的扩张主要表现在面积的增加—在阜康市东南部分由于工矿用地的增加表现尤为明显;老城区主要表现为不透水表面丰度的数值增加，裸土丰度的数值显著下降，可能存在大面积裸土转化不透水表面。 (3)绿洲及外围荒漠的地表温度，在以城镇为中心向外围荒漠的方向上，呈现“热—冷—热”，这种现象在夏、秋季节表现得较为明显，2014年比2004年明显。绿洲及外围荒漠地表温度的差异与土地利用/土地覆被类型相关;在地表温度的年际变化中，绿洲相对于外围荒漠的冷岛效应强度以及城市相对于外围绿洲的热岛效应强度均呈增加趋势;在地表温度的季节变化中，夏、秋季节城市区域的地表温度高于外围绿洲。而在城市内部，新、老城区地表温度存在差异，可能与地表组分丰度数值差异相关，但两者相互影响机制仍需进一步探讨。