土地荒漠化是人类四大最严重的自然灾害之一,不仅影响到当前人类的生产、生活,而且严重威胁着地球生态环境和社会经济的可持续发展。对土地荒漠化动态变化的监测及其驱动因素的分析,可以为实现区域荒漠化防治提供科学的决策支持。我国北方地区主要位于干旱和半干旱气候区,这里荒漠化土地广泛分布。本文将整个北方地区作为研究区,对不同时期的荒漠化分布及其动态变化进行了研究。首先,使用归一化植被指数(Normalized Vegetation Index,NDVI)数据基于像元二分模型估算了研究区植被覆盖度作为土地荒漠化的评估依据,为了避免单一年份植被指数的偏差,分别对1991-2000年、2001-2010年、2011-2019年三个时间段内的土地荒漠化时空分布及其动态变化进行分析。其次,分析了 1999年以来我国实行退耕还林(草)、自然林保护、京津风沙源治理等一系列生态恢复工程之后研究区植被动态变化以及人类活动对研究区土地荒漠化影响。最后,探索了使用长短期记忆神经网络(Long Short-Term Memory,LSTM)结合未来气温、降水数据对科尔沁地区未来荒漠化特征进行分析和预测。主要的研究结论如下:(1)1991-2019年北方土地荒漠化时间、空间动态演变。从空间分布上分析,研究区西北部被大片的荒漠化土地覆盖,主要分布在新疆,青海柴达木盆地,内蒙古自治区中、西部,以及甘肃河西走廊以北,鄂尔多斯高原和黄土高原地区;土地荒漠化严重程度从东南非荒漠化地区向西北地区逐渐加重。从动态演变上研究,1991-2000年间发生荒漠化的土地面积占63.01%,非荒漠化土地面积占36.91%;2000-2010年荒漠化土地面积占59.74%,非荒漠化土地面积占40.23%;2011-2019年荒漠化土地面积占55.51%,非荒漠化土地面积占44.46%,研究区荒漠化总面积呈现逐年降低趋势。不同程度土地荒漠化面积比例发生显著变化,其中极重度荒漠化土地面积从1991-2000年的21.72%增加到2011-2019年的24.25%;重度、中度和轻度荒漠化土地从原来的19.04%、9.45%和12.80%减少到13.74%、8.06%、9.46%;非荒漠化土地面积从36.91%增加到44.46%。从整体分析,研究区极重度荒漠化土地面积增加,其他类型荒漠化土地面积减少。因此,我国北方地区土地荒漠化呈现“总体减少,局部加重”的态势。(2)使用Sen趋势分析和Mann-Kendall趋势性检验分析了北方地区植被NDVI的变化趋势及其显著性。植被NDVI极显著下降(p<0.01)和显著下降(0.01