城市是人类生产、生活和文明成果最集中的地域空间,是地球表层物质、能量和信息交换最活跃的场所。当今世界,尤其是发展中国家,正经历着前所未有的城市化浪潮。改革开放以来,我国城市化进入快速发展阶段,我国未来很长一段时间内仍处于快速城市化过程中,由此引发的城市热岛效应等环境问题也会愈加明显。城市热岛效应是城市化的一个显著后果,并随着城市化的增加而加强。城市热岛因对城市气候和城市生态环境产生多种不利影响,一直是城市生态研究的焦点问题之一。地表温度是地-气能量和物质交换过程中的重要参数之一,在水文、气候等各个领域有着重要的应用价值。遥感技术因为具有多波段、多时相,能快速、连续、大面积获取地表信息的优势,已被广泛应用于地表温度定量反演中。绿洲城市是人类活动最为集中、人地关系最为复杂和敏感的区域。城市化推动绿洲走向繁荣。绿洲中的城市既有一般城市的特征,又处在绿洲之中,这些城市究竟是存在城市热岛效应还是绿洲“冷岛效应”,其特征如何,机制又如何,是一个值得探讨的科学问题。因此,本文综合运用遥感和地理信息系统、城市地理学、土地利用/土地覆被变化等多学科理论和手段,利用单窗算法、分裂窗算法反演了西北绿洲8座典型城市即临河市、石嘴山市、银川市、金昌市、嘉峪关市、格尔木市、乌鲁木齐市和克拉玛依市1980s末、2000年、2006年和2013年4期地表温度,应用自然裂法得到城市地表温度7类等级,分析了其时空变化特征,并从内、外流流域绿洲城市和不同类型城市探讨了地表温度的区域差异。通过进一步利用遥感影像计算机目视解译法等,获取了8座城市建成区扩展范围、土地利用类型、归一化植被指数(NDVI),结合社会经济统计资料和8座城市气象站近53年年均气温,对西北绿洲典型城市地表温度变化的原因进行了分析。最后针对绿洲城市地表温度负面影响提出了5条应对对策。本文主要结论如下:　　(1)从空间来看,1980s末-2013年,西北绿洲8座城市地表温度分布的范围各不相同,但也具有共性,地表温度高温区和极高温区的范围主要分布于城市周边裸地和沙地;低温区和极低温区则主要分布于绿洲耕地、林地、草地和水域上;较低温区、中温区和较高温区分布的范围变化最大。随着城市建成区的显著扩展,地表温度分布的空间变化明显。　　(2)从时间上看,1980s末-2013年,西北绿洲8座城市的地表温度变化特征并非完全一致。其中,临河市、石嘴山市和银川市热岛效应显著,前两者的热岛效应变化趋势一致,都同样经历了弱-强-强-弱的变化过程,而银川市则为强-较强-更强-弱。其余5座城市“冷岛效应”明显,变化趋势分别为:金昌市经历了强-弱-增强-更强变化过程;嘉峪关市和乌鲁木齐市一样,经历了弱-强-弱-强的变化过程;格尔木市和克拉玛依市相同,经历了弱-强-较强-更强的变化过程。　　(3)从内、外流流域看,内流流域5座绿洲城市“冷岛效应”凸显,外流流域3座城市热岛效应凸显,且变化趋势也不尽相同。从不同类型城市地看,首府型城市银川市和乌鲁木齐市人口规模大,城市扩展速度快,银川市热岛效应范围随着城市建成区扩展迅速扩大。乌鲁木齐市因城市化所带来的人口增加,城市建成区扩展凸显热岛效应,但并未削弱绿洲“冷岛效应”。资源型城市石嘴山市、金昌市、嘉峪关市、格尔木市和克拉玛依市,人口规模小,城市扩展速度慢,除石嘴山市是热岛效应外,其余城市为“冷岛效应”。8座绿洲城市中唯一的小城市临河市为热岛效应,即使相同类型的城市地表温度变化趋势也不完全一致。　　(4)城市年均扩展速度计算表明:8座绿洲城市中以乌鲁木齐市城市扩展速度最快,已进入高速扩展期,银川城市扩展速度较快,排在第二位,金昌市和嘉峪关市位居第三,其他4座城市均处于缓慢扩展期。LUCC研究表明,8座绿洲城市1980s末-2013年建设用地增长最显著,除嘉峪关市和格尔木市耕地面积呈增加趋势外,克拉玛依市2013年较2006年有所减少外,其余5座绿洲城市的耕地面积均在不同程度减少。建设用地和未利用土地是各城市 LST均温最高的土地利用类型,但标准差一般较小。耕地、林地和水体 LST均温相对于其它土地利用类型偏低,是地表温度的冷源所在。NDVI与LST相关性分析表明,西北绿洲8座城市的NDVI与LST具有显著的负相关性,相关系数介于0.825~0.540之间,都达到显著相关。社会经济统计治资料表明,西北绿洲8座城市社会经济获得了快速发展,尤其是银川市和乌鲁木齐市发展最为迅速,第三产业产值超过第二产业产值,经济结构合理。5座资源型城市和临河市第二产业产值大于第一产业和第三产业产值,工矿业在经济结构中居支配地位。全球变暖与区域响应分析表明,近53年来,8座绿洲城市年均气温均呈上升趋势,与全球变暖响应一致。除乌鲁木齐市外(0.104℃/10a),其余仍然高于全球增温趋势0.18℃/10a(1980-2009年)。　　(5)针对8座绿洲城市地表温度负面效应,从有效规划,合理布局城市;合理规划城市土地利用,确保土地资源永续;保护耕地,提高土地利用率;发挥绿洲“冷岛效应”;控制人口数量,减少人口压力5个方面提出了具体对策。