近些年来,在全球气候变暖和人类活动的双重影响下,湖泊湿地演化的研究已成为全球性普遍关注的环境问题之一。乌梁素海位于寒旱区的内蒙古境内,是中国十大淡水湖之一,是地球上同一纬度最大的自然湿地。乌梁素海湿地的演化研究是寒旱区湖泊环境变化的重要组成部分,其冰冻过程及其伴随发生的环境变化在全球寒旱区环境变化研究中具有特殊意义。乌梁素海一般每年11月中下旬到翌年3月初处于冰封期,随着冰厚增长,冰下水层的污染物浓度增大,冰层厚度不同,冰层及水层的环境特征也发生相应变化,以COD(化学需氧量)为例阐述了冬季湖泊环境变化的特征。本文通过结合实测数据计算冬季最大冰厚,计算以COD为主要参数的有机污染物量,并结合地形图、卫星遥感影像、历史文献和实地调查,充分发挥RS, GIS技术优势复原了黄河故道位置图与乌梁素海不同时期的水面形状图；解译了从1986年到2010年近25年来夏季的landsat TM/ETM数据及2007-2010年的冬季数据,从夏季数据分析得到近20年来芦苇面积呈逐年增长趋势,主要扩散方向为湖区西侧沿岸,向湖内扩散趋势,天然芦苇平均每年增长约0.84km2,人工种植芦苇平均每年增长约2.2km2,开阔水面面积呈波动状态。利用冬季遥感解译数据计算,分析得到冬季有机物污染冰水分布巨大差异。通过应用卫星遥感资料和平常的调查分析方法,发现了水生植物分布、水文信息等条件是湖泊沼泽化进程中主要的驱动因子,在湖泊的西岸和北部的小海子区域是湖泊面积收缩的主要集中区,且湖区底部正在以6-8毫米每年的速度抬高,芦苇群落从岸边向湖区中心推进,加快了湖泊沼泽化的进度。