本论文采用野外踏勘调查与室内分析模拟相结合的方法,以GIS技术为关键数据处理、分析与模拟平台,通过采用现代景观分析技术特别是景观占补平衡分析,分析了黑河下游的生态演化态势;通过对生态演化驱动机制的分析,表明黑河流域下游生态恶化的症结是原本干旱的气候条件与非理性的人类活动过多地占用水资源综合作用的结果。 本论文深刻剖析了黑河流域下游水分—生态作用机制。以黑河下游平原区地下水数值模拟模型系统为依托,在GIS的支持下,将地下水埋深分布图层与植被分布图层相叠加,从空间分异的角度来剖析地下水埋深对植被群落演化的驱动,建立了草地、有林地、疏林地和灌木林地植被群落盖度与地下水埋深之间的LOGSTIC拟合方程;以绿洲“圈层构造”理论为指导,深刻揭示了水源距离对景观分布及动态影响。 在生态演化与水分—生态相互作用分析的基础上,通过GIS的空间决策,本论文进一步确立了在一定保障措施下的黑河流域下游生态保护与恢复目标。在生态恢复目标的基础上,从水资源学的角度界定了生态需水的概念,在黑河下游这样生态退化的地区,生态恢复的需水量不但要考虑恢复一定目标的天然植被生态系统、河湖水域生态系统的需水,还要考虑恢复生态地下水位的需水量,本论文从这三个方面对黑河下游配水影响区的不同生态恢复目标的生态需水进行了量化。 论文提出基于水资源合理配置的黑河下游生态恢复模拟模型的基本思路,建立了生态恢复模型,实现了与地下水数值模拟模型的耦合嵌套和信息交互。论文最后应用基于水资源合理配置的黑河下游生态恢复模拟模型系统,模拟预测了不同水平年系列配水方案下的天然绿洲的恢复状况。