El oasis de Altay, ubicado en el corazón de la zona de conservación ecológica transnacional compartida por China, Kazajistán, Rusia y Mongolia, es una región con un enorme potencial para la utilización de recursos hídricos. Sin embargo, con la continua expansión de la agricultura, su vulnerabilidad ecológica se ha vuelto cada vez más pronunciada. Dentro de este frágil equilibrio se encuentra una oportunidad crítica: la gestión eficiente de los recursos hídricos podría allanar el camino para un desarrollo sostenible en todas las regiones áridas del oasis. Este estudio utiliza un modelo de árbol de decisión basado en un umbral de características para mapear la distribución espacial de los principales cultivos en el oasis de la Prefectura de Altay, evaluar sus requerimientos hídricos e identificar las relaciones de acoplamiento entre el agua agrícola y los recursos de tierra. Además, se propusieron estrategias de optimización de la estructura de siembra bajo tres escenarios: riego que ahorra agua, orientación hacia cultivos comerciales y orientación hacia cultivos forrajeros. En 2023, el área total de siembra de los principales cultivos en la Prefectura de Altay fue de 3368 km2, incluyendo trigo de primavera, maíz de primavera, girasol y alfalfa, que consumieron 2.68 x 10^9 m3 de agua. Aunque esta área representó solo el 2.85% de la tierra, consumió el 26.23% de los recursos hídricos regionales, con el uso de agua agrícola constituyendo hasta el 82.5% del consumo total, destacando el uso ineficiente del agua agrícola como una barrera crítica para el desarrollo agrícola sostenible. Las tecnologías de microirrigación demuestran un significativo potencial de ahorro de agua. La adopción de tales tecnologías podría reducir el consumo de agua en un 14.5%, mejorando así significativamente la eficiencia en el uso del agua agrícola. El análisis de optimización de la estructura de cultivos indica que los patrones de siembra basados en girasol ofrecen notables beneficios de ahorro de agua. Aumentar el área de cultivo de girasol en una unidad puede desbloquear un potencial de ahorro de agua del 25.91%. Las combinaciones de cultivos forrajeros excluyendo la soja pueden aumentar la producción de ganado en un 30.2% bajo el mismo nivel de consumo de agua, demostrando su superior efectividad para la expansión del sistema ganadero. Este estudio proporciona valiosas ideas para lograr un desarrollo agrícola sostenible en regiones áridas bajo diferentes escenarios de desarrollo.