长期以来,西北干旱地区水资源利用以工农业生产用水及生活用水为主,忽视了生态环境所需水量。阿克苏河灌区位于阿克苏河干流以西,是典型的干旱绿洲农业区,农业生产条件优越,灌溉农业十分发达,灌区农业用水量占灌区用水总量的98.22%,农业用水严重挤压生态用水,出现了植被退化、地下水位下降等环境问题。因此,合理界定灌区生态需水量及其时空分布特征,为灌区水资源合理配置和生态需水调度提供科学依据,对维持和改善灌区生态环境具有重要意义。本文以阿克苏河灌区为研究区,基于遥感影像数据、气象数据和地下水位数据,以ArcGIS软件为平台,分析灌区近二十年土地利用类型结构、艾西曼湖湖泊水域面积和地下水位时空变化过程和特征,基于此确定生态需水分类和组成对象,采用面积定额法、潜水蒸发法、植被蒸散发法和水量平衡法合理界定植被及湖泊生态需水量,并对现状年生态需水量的时空分布特征进行分析。主要结论如下:(1)1996-2018年,阿克苏河灌区土地利用类型变化整体上较为复杂。总体上,耕地、建设用地、其它土地面积增加,林地、草地、水域面积减少。耕地增加面积最大,以林地、草地和其它土地转入为主。林地面积减少幅度最大,主要转出为耕地、草地。草地面积变化较小,以林地和其它土地的转入为主,主要转出为耕地和其它土地。灌区土地利用类型的转化受人类活动的干扰较为强烈,耕地面积显著扩张,天然林地、草地呈现出退化的趋势,林地退化尤为严重。“十二五”以来,在阿克苏地区生态保护政策和生态修复工程的作用下,草地面积呈现恢复态势。(2)1996-2018年,艾西曼湖水域面积严重萎缩,水域面积由61.57km2萎缩至20.86 km2。艾西曼湖水域面积变化经历了快速下降、缓慢下降和缓慢恢复三个阶段。1996-2005年湖泊萎缩速度最快,湖泊变化强度为-6.57%;2005-2015年,湖泊萎缩速度减慢,湖泊变化强度为-1.11%;2015-2018年,湖泊水域面积有所恢复,但依然处于严重萎缩状态。艾西曼湖水域面积变化呈现出明显的空间分异,正南、西南、东南、正北方向变化最为剧烈,正北方向水域面积略有扩张,正南、西南和东南方向水域面积严重萎缩,其他方向变化较为缓慢。(3)2000-2018年,阿克苏河灌区地下水位呈现显著下降趋势,平均地下水埋深由2.56 m下降至3.80 m。灌区东南部、南部及中部地区地下水埋深较浅,水位变化幅度小,地下水位基本稳定;西部、北部地下水位较深,地下水位明显下降。地下水埋深空间差异显著,呈现东南浅西北深的空间分异。(4)阿克苏河灌区生态需水对象为天然绿洲生态系统中的植被和湖泊。计算得到阿克苏河灌区现状年植被生态需水量为3.441-4.012×108m3,湖泊最小生态需水量为0.225×108m3;恢复目标下植被生态需水量为4.838-5.724×108m3,湖泊最小生态需水量为0.666× 108m3。现状年生态需水量存在明显的时空分异特征,植被及湖泊生态需水量集中在4-9月,6-7月最高,季节上夏季>春季>秋季>冬季,春、夏季是灌区生态需水量缺口最大的季节;植被生态需水量高值区集中在灌区南部、西南部和东南部河流沿岸地区,河流沿岸0-2 km范围内植被生态需水量最为集中,且呈现出随着距河流距离增大而减少的趋势,各河流沿岸6 km范围内生态需水量依次为:喀什噶尔河>叶尔羌河>和田河>阿克苏河,艾西曼湖湖泊生态需水量集中在正北、西北、东南和西南方向。