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现有研究成果中，大多以新疆作为研究的区域范围，揭示新疆范围内的土地开发过程和环境变迁问题。表现为以下几个特点。
其一，对于清代以来天山北麓农业开发史的研究成果丰硕。较早期的研究著作有王希隆的《清代西北屯田研究》、华立的《清代新疆农业开发史》、方英楷的《新疆屯垦史》（下）、赵予征的《丝绸之路屯垦研究》等。
这些著作对清代以来天山北麓的农业开发进行了充分的研究，详细梳理了农业开发政策、屯田制度、农业开发区的形成等问题。其中，王希隆对不同屯田形式制度的研究，为后人了解和研究西北屯田奠定了坚实的基础；华立的研究全面描述了新疆农业开发的过程，并且深入探讨了农业人口的迁移、天山北路农业区的形成和扩大等问题，是新疆农业开发史研究方面的力作。其后，学者们不断深化对清代以来天山北麓农业开发活动的研究，深化了对开发组织类型、开发政策、粮食产量、赋税制度、农业技术等方面的认识。
总之，以上研究成果厘清了区域开发史的基本脉络，奠定了本书开展天山北麓土地开发过程研究的基础。
其二，关于清代以后新疆聚落变迁方面的研究成果一直较少。张建军的博士论文《清代新疆城市地理研究》是系统研究清代新疆城市地理的第一部著作，其中对清代新疆城市的出现、形成、城市规模、城市形态等问题进行了深入的探讨。
近年来，黄达远、何一民进一步研究了清代以来新疆的城市发展与分布特点。
此外，阚耀平、阎东凯研究了移民与聚落名称形成的关系。
其三，人口史方面的研究。清代以来新疆人口变迁的研究，主要集中于乾嘉时期人口迁移研究，而且偏重于对屯田人口的研究，民国时期的人口史研究较少。至于人口规模问题，主要的研究成果有：华立在《清代新疆农业开发史》一书中估算了乾隆四十二年（1777）前后天山北路的农业人口
；张丕远在《乾隆在新疆施行移民实边政策的探讨》一文中，利用历史文献及档案资料估算了乾嘉时期乌鲁木齐、巴里坤两区迁入的农民人口数
；曹树基在《中国人口史第五卷清时期》中，重建了乾隆四十二年（1777）、乾隆四十八年（1783）、嘉庆十一年（1806）三个时间剖面上乌鲁木齐地区（迪化州和镇西府）人口规模。
以上研究深入探讨了天山北麓的农业人口，即编户人口的迁移、规模及人口增长情况，为本书展开区域总人口变迁研究提供了基本的研究思路，奠定了深入探讨区域人口规模及人口增长速度研究的基础。
其四，环境变迁研究。清代以来天山北麓的环境变迁研究主要分为两个方面。一方面是对气候变化的研究。学者们利用树木年轮、湖泊沉积分析、冰川资料等重建了近500年来北疆的气候变化过程，揭示出天山以北的气候变化呈现出冷湿期和暖干期交替变化的规律。
这些气候变化研究为本书探讨环境变迁的机制提供了重要的研究基础。另一方面是对生态环境变化的研究，主要研究成果有樊自立等人的《天山北麓灌溉绿洲的形成和发展》，阎顺的《天山北麓历史时期的环境演变信息》、封玲主编的《玛纳斯河流域农业与生态环境变迁研究》等。
这些论著着重于研究1949年之后生态环境的变化，对1949年之前的研究比较概略。尽管如此，这些研究为本书“土地开发与环境变化研究”提供了时间前后对比研究的基础。
其五，近年来，学术界逐渐开始关注农业技术等对环境变迁的影响。萧正洪《环境与技术选择——清代中国西部地区农业技术地理研究》一书，深入探讨了农业技术与环境的关系，以独特的视角研究环境变化，为环境变化研究打开了一个新的视野。
此外，关于清代以来天山北麓的引水与分配制度，也逐渐引起了学者们的讨论。
综前所述，前人的研究在屯田开发、聚落变迁、历史人口、气候变化、生态环境变迁、农业技术与环境的关系等方面都取得了很大的进步，为本书集中研究天山北麓土地开发和环境变迁奠定了坚实的基础。
概括而言，现有研究成果主要存在以下五个方面的不足：
其一，缺乏典型区的深入研究。目前新疆土地开发与环境变迁研究多是以整个新疆区域范围作为研究对象，这样虽然从宏观上认识了区域人地关系的变化过程，但是无法深入认识具体典型区域土地开发与环境变化的相互关系及作用机制。
其二，对乾嘉时期天山北麓土地开发活动的研究较多，提供了深入认识乾嘉时期土地开发活动的研究基础，但是关于乾嘉以后区域开发活动的研究较少，无法通过较长的时间段研究、对比分析人类土地开发方式、强度的变化及其对环境变化造成的影响。
其三，针对人类活动对环境变化的影响，定性研究较多，定量研究极少。定性研究为认识天山北麓的人类活动与环境变化之间的关系提供了一个研究前提，只有结合定量的分析和研究才能判断人类活动对区域环境变化的影响程度及其变化过程，与现代区域环境变化研究的结论进行对比分析。
其四，人类活动和环境变化的单一要素研究较多，区域综合方面的研究较少。现有研究对天山北麓的土地开发或者生态环境变化等单要素进行了初步研究，缺乏区域的综合研究，从而影响到对天山北麓土地开发与自然环境之间相互关系及作用机制的变化规律的总结和区域人地关系发展过程的整体把握。
其五，历史时期人口、耕地与现代以来的区域人口、耕地的研究内涵不一致，已有研究较少考虑到这一问题。对乾嘉时期天山北麓人口变化的研究，多关注户民人口迁移与数量变化，并未涉及驻防官兵及其眷口人数、商户人口等，不属于区域总人口的恢复和研究，因此无法与近现代以来的区域总人口统计数据进行对比研究。此外，由于各种历史原因所致，历史文献中记载的耕地面积数据也并非真实的耕地面积，需要结合不同时期的社会经济背景对其进行校正，才能与现代以来的耕地面积统计数据进行对比分析，进而认识不同历史时期土地开发的强度及其区域差异变化过程。
因此，无论是从学术研究的角度出发，还是从现实的需要出发，都亟待对天山北麓的人类活动与环境变化过程进行深入分析与研究。本书选取1757—1949年这个特征性时间段，以土地开发与环境变化作为研究主题，关注区域土地利用方式的转变、人口迁移、土地开发方式及规模、区域河湖水系的变迁等问题，在定性研究的基础上，注重定量的分析与研究，结合气候变化研究及生态环境变迁研究的成果，揭示1757—1949年间天山北麓人类活动与环境变化之间的关系及相互作用机制，推动干旱区环境变化的人文影响因素问题的深入。