应用遥感、地理信息系统和地统计学方法，分析黑河流域中游土地利用变化对地下水位时空变异性的响应。首先，通过半变异函数模型分析黑河中游地下水的变异特征，进而利用克里格插值拟合黑河流域中游1985年和2005年地下水位时空分布。其次，结合遥感解译生成的1985年和2005年两期土地利用类型分类图，叠加分析地下水位变化与土地利用类型转移之间的关系。结果表明：①1985~2005年间，整个黑河中游地下水位变化表现为冲洪积扇中上部荒漠区地下水位下降显著，而河谷盆地中部和下游河谷绿洲区地下水位相对稳定，随机（人为）因素对地下水的影响所占的比重增大，整个黑河流域地下水的连通性和脆弱性增加；②土地利用变化表现出区域面积上的自然植被退化，人工灌溉耕地的扩张变化；③地下水位和土地利用的时空变化具有密切的相关性，地下水位急剧变化的区域均是自然植被变化加剧的区域，主要表现为草地退化，戈壁增加。进一步分析得出冲积扇下部和河流细土平原耕地扩张的土地利用方式是导致冲积扇中上部地下水位下降和植被退化的主要因素，这种趋势将影响整个黑河中游地下水系统的补排关系，对地下水资源时空变异性产生深远的影响。