Para evaluar científicamente la sostenibilidad de la plantación de árboles y la reforestación en la región del desierto de Alxa, este estudio, basado en los principios del balance hídrico dentro del ciclo natural del agua, empleó productos de teledetección de múltiples fuentes y mediciones en el terreno para construir un modelo de relación de respuesta cuantitativa. Este modelo vincula la evapotranspiración (ET) con variables meteorológicas y el Índice de Vegetación Mejorado (EVI). Además, el estudio estimó los umbrales de recuperación y el potencial de cobertura de vegetación forestal y de pastizales en la región del desierto de Alxa bajo varios escenarios de precipitación. Los hallazgos revelan que la ET mostró una tendencia creciente en el 84.17% de la región del desierto de Alxa, con un aumento significativo observado en el 61.53% del área, lo que indica resultados positivos de la implementación del Programa de Bosques de Protección de Tres Norte. Sin embargo, es notable que la ET en la región de la llanura sureste mostró una tendencia decreciente, que está fuertemente asociada con actividades humanas. El modelo de relación de respuesta demostró que las áreas de relación lineal constituyeron el 47.52%, mientras que las áreas de relación no lineal representaron el 45.51% del total. El modelo general exhibió un valor R de 0.69, lo que indica un alto nivel de precisión predictiva. El análisis de la cobertura forestal y de pastizales reveló que, bajo escenarios de años húmedos, la cobertura de vegetación mostró una tendencia significativa de recuperación, con un umbral de recuperación promedio de (75.4 +/- 12.5)% y un potencial de recuperación promedio de (8.5 +/- 3.6)%. Es notable que la cobertura de vegetación en el 31.25% del área ya había superado el umbral de recuperación. Los resultados de este estudio proporcionan una base teórica para la formulación de estrategias de restauración ecológica más rigurosas científicamente en el futuro.