西北绿洲的发展阶段
自然地理因素（冰川、地表水、地下水、地质地貌、气候等）的综合决定了绿洲的存在与分布，这些因素可统称为绿洲的发生因素。但绿洲进一步的发展与兴衰则受“人”这一因素所制约，人类的活动决定着绿洲的发展方向。天然绿洲是在无人工干预条件下，以水为主导因素塑造成的自然生态景观，随气候变异导致的河流水量剧变是绿洲兴衰的关键。随着人类社会的不断发展，生产活动的日趋频繁，使干旱区的绿洲发生了巨大变化，一些古代的天然绿洲逐渐得到改造，新的绿洲在人为作用下日益扩大。这种由人工经营和建设的生态系统，使之进入人工绿洲阶段。从此，绿洲的演变除受控于自然条件外，已越来越受到人为因素的影响，人类活动常占据主导或决定的地位。我国西北干旱区绿洲的发展，大体经过了以下几个阶段。
（1）原始绿洲阶段。最初发育在自然条件严酷的荒漠地区的绿洲都是天然绿洲。人类在这些有水、有树、有草的地方开始聚居，遂形成一些原始部落。他们或渔猎，或耕种，有选择地适应绿洲、利用绿洲，成为影响绿洲的因素。根据考古资料，早在新石器时代随着原始农业的发展，绿洲地区就有人类居住并进行生产活动。这一时期的农业文化遗存，在我国西北干旱区的新疆、甘肃河西走廊和宁夏等地发现的越来越多。新疆绿洲地处中西交通要冲，东和中原，西和中亚、欧洲都有交往联系，民族迁徙与融合又比较频繁，因此受东、西两方面文化的影响，形成了自己特有的绿洲文明。在南、北疆，新石器时代以来的文化遗址分布很广。如哈密的七角井、三道岭；吐鲁番的阿斯塔那、雅尔湖、辛格尔;乌鲁木齐南郊的柴窝堡以及南山矿区的鱼儿沟、阿拉沟；塔里木盆地周边的且末、民丰、于田、皮山、疏附、巴楚、柯坪、阿克苏、库车；天山北麓的木垒、吉木萨尔、奇台以及伊犁河谷等均有发现。特别是在乌鲁木齐阿拉沟墓地、和静察乌乎沟口墓地、轮台群巴克墓地以及帕米香宝宝墓地，都发现了早期铁器。经测定，年代约在公元前10世纪至公元前7世纪末，比内地发现的铁器还早，且与彩陶、铜器同出一地，看来铁器已经在这里流行一段时间。塔里木盆地的农业发展甚早。经对孔雀河下游公共墓地出土的木质农具和小麦进行年代测定，已有4000多年的历史。上述文化遗存，基本代表着新疆原始社会以来的不同历史发展阶段。
在甘肃河西内陆流域，已发现的新石器遗址近20处，未经清理的零星新石器遗物分布点数以百计。它们分属于新石器晚期到青铜器时代文化。测定较早的时代为距今约5100~4000年，遗址分布在河流出山口附近的祁连山山前高扇面细土平原之内。这里近河靠水，汲取方便，且地势较高，无洪水之虞。同时土壤疏松易播，性状良好，运用石锄、石铲等农具进行播种，并就近渔猎或采集。在甘肃永昌县和民乐县发现的粟、小麦距今已有5000年。宁夏的暖泉遗址也有7000多年的历史。
从总体上看，在西汉以前，绿洲虽已有人类居住，但由于人口数量很少，产品直接从大自然取得，对绿洲景观影响不大，绿洲面貌仍处于自然状态，并依自然规律演化。这个时期的绿洲灌溉是一种不加人工控制的自流灌溉。对绿洲自然生态系统的影响和改造作用很有限。
（2）古绿洲阶段。从狩猎为主的原始农业到以灌溉为主的农业经济发展过程中，人类对绿洲的影响逐步增强。在我国甘肃河西地区和新疆南北，尤其丝绸之路的开通，促进了饮食、客店与商品交换的发展，出现了许多以进行商品交换为功能的城市或驿镇。这时绿洲农业除了给定居的人提供衣食之外，也提供了供交换的商品粮，绿洲经济已显示出一定的分化性，农业、手工业、商业和服务业分离。西汉开始移民屯垦，使原有农业向前推进了一步。在甘肃河西走廊、新疆等地大规模驻军屯戍、移民支边，“寓兵于农”。当时，西域36国（最多时有50多国）实际就是比较大的36个绿洲。其中龟兹国（包括现今的库车、沙雅、新和）是最大绿洲之一，有居民6970户，人口81300人，戍兵125000人。
公元前2世纪，吐鲁番盆地已经利用冲积扇边缘溢出的泉水从事农耕。公元前60年，我国内地人民已开始移居吐鲁番开垦屯耕。公元前48年，西汉开始在这里筑“高昌壁”，并设置官吏，管理屯戍事宜。据《汉书&
9642;西域传》记载：“高昌谷麦一岁两熟”，还生产葡萄、甜瓜、桃、杏、核桃、枣等，说明当时农业及园艺生产已相当发展，对绿洲的影响已经很大。从两汉到唐宋，吐鲁番盆地一直为我国西域重要屯田中心之一。2000多年前有1万人口的楼兰是一个不小的“城廓”国家，汉代将军率兵屯田，拦水修渠灌溉，形成了具有特色的绿洲农业生产系统。轮台、渠犁，“有灌田五千顷”。沙雅县东南考古发现汉代所修大型灌溉渠道长达百里。如此规模的灌溉农业对绿洲影响之巨大，是不言而喻的。
公元前111年，甘肃河西走廊地区先后建置了武威、酒泉、张掖、敦煌中心城市，号称“河西四郡”，并在主要交通线上开辟了灌溉农业区，建立了35个县。据《汉书&
9642;地理志》所载：“河西四郡有户六万一千余，（人）口二十八万余。”如果再加上屯田的士卒，估计整个河西有40万人左右。大量劳动力的进入，加上他们带来中原人民丰富的生产经验和灌溉技术，大大地促进了河西绿洲的开发。西汉末年，中原大乱，河西却是一个相对安定的地区。大量农民逃亡这里，兴修水利，从事农桑，百姓安居乐业。隋唐之际，河西绿洲经济文化进入更加发展的时期。唐代开元、天宝年间，河西走廊成了一个农桑繁盛、士民殷富的区域。《资治通鉴》提到当时“天下称富庶者奠如陇右”。武则天时，“甘州土地肥沃，四十余屯”，“每年收获常不减二十余万（担）”。数年丰收粮食、布匹可供驻军数十年用。天宝八年（公元749年），唐王朝从河西收购了37.1万余石粮食，占当年全国总数的32%以上。由此可见河西绿洲灌溉农业发达的一斑。
汉唐以前，绿洲用水局限在农业灌溉和生活用水两个方面，规模不大，水资源呈现过剩状态，绿洲处在繁荣和发展阶段。尽管有的绿洲其古今位置不尽相同，但绝大部分古代绿洲被开发而成为现代大绿洲的一部分。因此，在汉唐以前，我国西北干旱区绿洲分布的基本格局已经奠定，为后来绿洲打下基础，并可作为绿洲兴衰演替的尺度和比较标准。基于上述分析，我们把古绿洲定义为汉唐时期形成或存在过的绿洲。
（3）老绿洲阶段。随着人口与耕地的增长，绿洲面积日益扩大，水资源由过剩逐步转入饱和，绿洲的发展也随着进入鼎盛阶段。
唐末安史之乱后，河西走廊沦为吐蕃、党项族争夺之地。由于这些民族主要从事畜牧业，不重视农业加之战争的破坏，绿洲经济已失去了隋唐之盛况。元代“河西之地，自唐中叶以后，一沦异域，顿化为龙荒沙漠之区，无复昔之殷富繁华矣”。元朝起源于蒙古游牧民族，在统一全国之后，才逐渐重视农业生产。特别是成吉思汗西征造成民族大迁徙，使许多西亚人、中亚人甚至欧洲人进入西北干旱区绿洲戍边和屯垦。绿洲则成为远征军军粮、军马、军饷的筹集基地，农田用水和人畜用水大量增加。由于蒙元贵族随意侵夺农田，掠夺粮食，致使河西走廊一带的绿洲经济一直处于不景气的状态。
明朝平定全国后，划嘉峪关而治。为抵御退回草原的蒙古势力，洪武初年，即大规模的移民戍边，曾将北平、山西、山东一带的数十万居民迁移到西北甘、宁及河西一带屯田生产。永乐、万历年间，也曾移民到甘（今张掖）、凉（今武威）一带屯垦。据统计，公元1488~1505年，凉州等十二卫有正式屯田军队7万余人，屯田面积最高时达2.6余顷。清统一全国后，采取措施恢复河西的经济。清王朝初年曾大量召民到河西屯种，如雍正年间，一次就召民2400余户去敦煌屯垦。同时，还实行了诸如改凉州戍军为屯丁，把明藩王的土地归民户经营，以及免除钱粮，兴修水利等措施，使河西更加繁荣起来了。据旧县志载，清雍正三年武威已有耕地12225多顷。这一数量比现有数量152万亩，只差30万亩。可见在200多年前武威绿洲土地开垦的规模已是相当可观。因而有“兵食恒足，战守多利，斗粟尺布，人不病饥”之誉。所谓“金张掖，银武威”的传说，也就从那时起一直流传到今天。
但是，绿洲的盲目发展所积累的矛盾也越来越大，预示着绿洲退缩，荒漠化发展时期的来到。
到1949年，武威绿洲所在的石羊河流域，已经形成了4个相对稳定的灌溉体系。当时，全流域有效灌溉面积为200万亩，保灌面积有58万亩，达到了历史最高水平。加上长期以来对上游祁连山区植被的破坏，减低了涵养水源的能力，使绿洲南北用水矛盾日益加剧。北部民勤绿洲因地面水源不足，昔日“水族孳生，泽梁沮而多鱼”的湖泊和水足土沃的景象已成为历史。清代初年，民勤县与武威县为解决石羊河中、下游用水的矛盾，就发生多次争讼案件，因而在《镇番（即民勤）县志》中，特编“水案”一章，至今仍可查到官方文献规定民勤与武威用水比例的旧制。
（4）新绿洲阶段。新中国成立以后，西北地区工业、农业、商业、国防建设、交通建设、文教卫生百业俱兴。随着东部支援边疆建设人口的移入，尤其是商品粮基地建设和农田水利化措施，用水类型和规模有了突飞猛进的增长，绿洲水土资源的开发强度和广度远远超过了历史上的任何时代。经过20世纪50年代以来大规模的开发建设，1988年与1949年相比，新疆人口增长3倍以上，绿洲耕地规模增加了2倍多；同期河西走廊人口增加1.5倍，耕地增加1倍以上；柴达木盆地增长幅度更大。
绿洲环境的恶化
绿洲的扩大一般是与人口的增长成正比关系。生活和灌溉用水的增长，兴修水利是建设新绿洲的前提。人工绿洲的建立，使环境明显改善，经济效益和生态效益在这里获得了有机的统一，带来了绿洲短时间的繁荣与发展，但是如果水资源利用不合理，绿洲的发展到了极限阶段，改善的环境还可能再度恶化，成为寸草不生的荒野。
在发展绿洲经济的时候，由于人们对干旱区水资源的特点和运行规律认识不足，忽视利用规模必须与水资源的承载能力相适应的道理，任意改变水系，过度利用水源，尤其是上游无节制的开采地表水源，使下游水源枯竭，出现了一系列相当严重的区域环境恶化。
（1）人为地改变水系布局，水资源向上中游集中，下游水源断绝，湖泊萎缩干涸。
例如，甘肃省河西走廊地区发源于祁连山的石羊河、黑河和疏勒河三大内陆水系在出山口大多修建了调蓄水库，河水被中上游控制，下游河床断流，形成新的人工水系格局。黑河流域已建成百万立方米以上的水库30座，拦截了大量河水，致使河流尾闾湖东西居延海干涸；疏勒河支流的党河，因敦煌城附近水库的修建，使下游早已断流，终端湖泊哈拉诺尔完全干涸；石羊河流域建成中小型水库21座，截断了下游水源，尾闾的青土湖、月亭湖不仅消失，而且为流沙埋没。再以南疆塔里木河为例，最早注入罗布泊，上游筑库拦截、任意扒口利用，20世纪50年代退缩到只能注入台特马湖，80年代就只能以人工水库大西海子为终端了。
（2）天然绿洲衰退，出现了土地沙漠化和土壤盐渍化过程。
地表水不能满足灌溉需要，甚至断绝时，人们不得不转而挖掘地下水。大量开采地下水的结果使绿洲水资源的消耗远大于收入，地下水位开始下降，水分条件的改变动摇了绿洲存在的基础，生态环境出现严重的衰退。植被退化以致消失，土地沙漠化过程开始。所以土地沙漠化是从河流下游绿洲开始的，逐渐向中上游发展。
我国西北干旱区以盆地地形为主，低洼闭塞，径流不畅，蒸发强烈，上游各种灌溉工程的修建，便利了用水，大水漫灌和过量灌溉（个别地方灌水量高达每亩每一次灌600~1000立方米水），排水系统不完善，水利工程设施不配套，引起地下水位抬高到强烈蒸发的深度，土壤盐分随着水分蒸发向表层集中，出现土壤次生盐渍化。土壤盐分的积累还因为引用盐化水灌溉和水源经过人工水库的强烈蒸发，盐分浓缩，以及上游灌溉洗盐的高盐分水掺入下游灌溉水中，使灌溉水本身的盐分含量增高。
（3） 人工绿洲逆变，大面积弃耕撂荒。
在干旱、多风，具有土地沙漠化的因素下，耕地一旦弃耕撂荒就意味着荒漠化过程的开始。根据资料，贺兰山、乌稍岭以西的干旱内陆区，每年沙漠化面积421平方千米，其中10%是外围沙丘移动掩埋造成的，90%是新绿洲建设对资源开发利用不当造成的。
环境退化造成严重社会经济问题。由于地表淡水减少，地下水质恶化，民勤湖区的人畜饮水严重短缺，一度出现了人口流动。长期饮用咸水严重影响人民群众的身体健康和生产发展，牲畜普遍个小体瘦，脱毛无膘，影响使役。大量打井和井渠改造，增加了生产成本，影响了农民收入的增长，出现了“高产穷乡”（农业增产的同时，成本增加更高，使之入不敷出）。
但是，也不能说干旱区绿洲发展已经进入不能再继续发展的“顶极”阶段。拿水资源的利用来说，目前，河西走廊水资源的总量净利用率为55%还多，高于世界干旱地区平均利用率。但是，如果与全面采取现代灌溉技术，水利用率高的国家(例如以色列国）相比，还有很大地差别。根据研究结果，即便就现在技术条件下，包括重复利用在内的远景总水资源利用率可望达到67%，远景利用净水量为46.2亿立方米，远景灌溉面积可达到1042万~1126万亩。
沙漠历来被看做是生命的禁区，黄尘滚滚，飞沙走石，满目凄凉，一片死寂，还常常起风带沙，肆虐人类的田野和村落。这样的不毛之地难道于人有利吗？沙漠其实并非生命绝迹之处，也有片片绿洲点缀其中。
由于气候干旱，日照丰沛，只要有水，农作物和瓜果生长极为茂盛。世界上最甜最好的瓜大多产在沙漠。美国加利福尼亚沙漠和以色列内格夫产的甜瓜是世界上最甜的。
沙漠又是蕴藏着丰富矿产的宝地。世界上主要油井几乎都在沙漠之中，中东的石油闻名于世，撒哈拉也有不少油田，我国的塔克拉玛干也是一个大油田。
沙漠是培育藻类的理想之地。在人口剧增的今天，粮食紧缺、耕地匮乏的态势日趋严峻，藻类已被许多国家列为未来食品进行研究开发。日本科学家在科威特沙漠成功地做了实验，仅用了2个普通游泳池大小的培育池，在半年中竟生产了37吨蓝藻，并用这些蓝藻提炼液制成调味剂，生产富有营养的饮料、面包和饼干，将残渣以一定的比例掺入饲料，喂养瘦肉型猪和产蛋鸡，取得了很好的效益。日本科学家作了一个估算，从目前沙漠中对蓝藻的培育来看，按世界人口50亿计，需要占用20万平方千米的沙漠。而全球沙漠面积为3140万平方千米，占地球陆地面积的1/5强。这些沙漠至今大多还是不毛之地，原因在于缺乏淡水灌溉。若能发现足够沙漠之用的淡水，或是研究出海水能灌溉生长的作物，那么沙漠就会变成绿洲。
在人满为患的今天，正确认识沙漠、利用开发沙漠是摆在全人类面前的一个重大课题。钱学森早就提出了发展沙产业的重要性。20年来，我国在固沙造林、改造沙漠的沙产业上取得了重大的成绩，这一产业在21世纪会有更大地进展。