青海湖是我国面积最大的内陆咸水湖泊，是维系青藏高原东北部生态安全的重要水体，而青海湖流域则是青海省生态旅游业、草地畜牧业等社会经济发展的重点地区。近几十年来，在气候变化和人类活动的共同影响下，青海湖水位明显下降、环湖草地退化、沙化土地扩张，整个流域正面临着极其严重的生态和环境变化危机。水是青海湖流域各生态系统之间相互联系的中心纽带，水循环过程是流域生态演变的关键驱动因子，所以从流域整体出发，准确理解流域草地、灌丛、农田和沙地等不同生态系统的生态水文过程及其生态需水规律是青海湖流域生态环境保护和恢复的关键。　　 论文通过对青海湖流域4种典型陆地生态系统(草地、灌丛、农田和沙地)生态水文过程的野外观测，定量分析了不同生态系统的冠层截留.入渗.地表径流.土壤水分变化.蒸散发过程；在此基础上将遥感反演、统计分析、野外调查、定点观测等方法相结合，研究了流域范围内草地、灌丛、农田、沙地、河流、湖泊等6种单一生态系统类型的生态耗水/需水特征；最后结合水量平衡对整个流域及其主要生态系统类型的生态需水时空分布进行了对比。主要结论包括：　　 (1)青海湖流域灌丛、草地、农田、沙地生态系统的降雨再分配过程和土壤水分变化具有较大差异。灌丛通过冠层能够截留34％左右的降雨，穿透雨量和树干茎流量占同期降雨量的比例分别介于60.45～61.07％、6.45～7.42％。灌丛、草地、农田和沙地生长季(5～9月)1 m深度内平均土壤水分含量分别介于25.50～34.60％、13.63～22.86％、26.77～30.24％、9.21～14.96％；灌丛和草地表层O～30锄为土壤水分剧烈变化层(变化幅度大于14％)，30 cln以下相对稳定(变化幅度小于5％)；农田0～10 cm土壤水分变化剧烈(变化幅度大于9％)，10cm以下为相对稳定层(变化幅度小于3％)；沙地不同深度土壤含水量变化幅度均小于5％。生长季农田、草地、灌丛蒸散发量分别为312 mm、295mm、287 mn，显著高于沙地(171 mm)，表明沙地蓄水作用明显。　　 (2)以野外观测结果为基础，采用三温模型结合遥感数据，反演了青海湖流域4种典型陆地生态系统的生态耗水量(蒸散发)，结果表明不同时点各生态系统蒸散发量的分布存在差异。2009年9月28日4种陆地生态系统的蒸散发量主要集中分布于1.00～3.50 mm/d，其中农田日蒸散发量最大，草地和灌丛居中，沙地最小。整个流域2009年和2010年的蒸散发量平均分别为387 mm、372mm，占当年降雨量的比例分别为86.78％、88.17％，2010年全年尺度灌丛蒸散发量(385 mm)略高于草地(369 mm)，农田蒸散发量居中(335 mm)，沙地最小(320 mm)。　　 (3)以青海湖裸鲤为指示生物计算了青海湖流域主要河流的生态需水量，布哈河、沙柳河以及整个流域全部河流P≥50％年份“中”生态需水等级下生态需水量分别介于1.94×108～2.38×108 m3、1.35×108～1.77×108 m3、5.31×108～6.71×108m3。全年尺度河流生态需水可以得到有效满足，但关键月份仍然存在生态缺水，4～5月份河流生态需水供需矛盾突出，其中布哈河生态缺水0.29×108m3、沙柳河生态缺水0.21×108 m3。　　 (4)结合湖面微气象观测数据和水量平衡方程，分析了青海湖湖体的生态需水特征，结果显示2010年维持青海湖湖面蒸发的需水量为35.20×108 m3，目前青海湖湖体仍然处于生态缺水状态，要想恢复平水年(P=50％)的湖水位需要补水5.40×108 m3，不同水平年(P=50％、80％、90％、95％)青海湖生态需水量分别为40.66×108 m3、34.92×108 m3、34.37×108 m3、34.28×108 m3。　　 (5)综合野外观测结果、遥感反演结果以及河流和湖泊生态需水的计算结果，研究了青海湖流域整体及其主要生态系统类型的生态需水规律，结果表明2010年青海湖流域整体生态需水量为129.52×108 m3，其中生态缺水量为4.37×108 m3，而流域生态需水的满足需要考虑年际尺度的平衡。气温上升1 K和2K情景下，整个流域生态需水量将分别增加3.80×108 m3、7.92×108 m3，其中湖泊生态需水对气候变化的响应最为敏感。农田全部退耕后对流域生态需水的影响较小，农田灌溉可以采用冬灌方式并倡导节水灌溉模式。