黄土高原农业与草原生态区处于黄土高原中部,气候条件恶劣、水资源匮乏且分布不均,生态环境脆弱,气候暖干化对干旱半干旱区的生态环境影响突出。以生态区划为基础,定量化研究区域地表干湿变化规律以及生态环境的需水量,有利于深化区域生态系统受气候变化影响的时空规律研究,为区域水资源开发利用、生态用水的优化调配和抗旱减灾决策提供参考依据。本文以黄土高原农业与草原生态区作为研究区,基于温度植被干旱指数(TVDI)和Penman-Monteith公式分别构建适用于该区域的地表干湿评测方法和生态需水量估算模型,计算分析2000-2015年研究区及各生态分区地表干湿状况和生态需水量时空变化规律,探究区域干湿变化与生态需水量间的关系,并讨论相关因素对此关系的影响。研究主要结论如下:(1)研究区植被状况和地表温度空间差异性显著,年内随季节更替有规律的变化。植被指数年际间波动不明显,呈较平稳的上升趋势,地表温度年际间呈波动下降趋势。(2)研究区地表干湿状况具有显著的时空异质性与波动性,总体上轻旱缺水,干旱覆盖区域大,近年来旱情有所减轻。TVDI在年际变化过程中,呈现以三年为一个干湿周期的波动下降趋势;年内变化呈“双峰型”,出现5-6月和1-2月两个干季,易出现春早、夏早和冬旱。在空间分布上TVDI由高海拔高植被覆盖区向低海拔低植被覆盖区递增.,陇中生态亚区与六盘山生态亚区、吕梁山生态亚区主要为湿润区,以陕北-晋西生态亚区为主的中部区域主要为干旱区。各生态分区TVDI年际变化幅度冬季最大,秋季次之,春、夏两季较小。(3)研究区生态需水量季节性与空间异质性特征显著,年均生态需水量总体偏低,年际波动较小,近年呈显著上升趋势。年平均生态需水量约为237.28mm/km-2·a-1,年内变化呈“单峰型”,峰值在7、8月份。在空间分布上,由森林生态系统向草原与农田生态系统递减,吕梁山生态亚区、子午岭和六盘山生态亚区等东南一线生态需水量较大,陕北-晋西生态亚区的西部和陇东南生态亚区北部区生态需水量较小。各生态分区的生态需水量高低分明,具有层次性和各自的变化波动范围,年际变化趋势具有较高一致性,均呈上升趋势;各季生态需水量的分布均为夏季最大、冬季最小;夏季生态需水量呈明显增加趋势,春季、秋季和冬季年际波动变化较小,差异不显著。(4)TVDI与生态需水量的相关关系以负相关性为主,但在季节变化中,不同季节的地表干湿状态与生态需水量的关系空间分布存在差异。研究区TVDI与生态需水量负相关面积占68.58%,呈负相关的区域从春季到冬季逐渐由西南的温带草原和林区移向北方农牧区和黄土丘陵旱作区,正相关区域季节性分布方式与其相反。(5)干湿等级与生态需水量呈现负相关,不同干湿等级地表干湿变化与生态需水量的关系存在差异。生态需水量最高值出现在湿润状态下,最低值出现在缺水情况下。在湿润、半湿润和正常状态下,生态需水量随湿润程度降低显著下降;在轻旱缺水情况下,生态需水量最低,且随干旱程度的增加先下降后上升;重旱状态下,生态需水量随干旱程度加重而降低。(6)在与生态需水量的关系中,植被指数比地表温度偏相关性更显著,不同的海拔高度能够影响地表干湿等级和变化范围,因此生态需水量在不同海拔范围内对地表干湿变化的反映不同。本文以各生态分区的差异性为研究视角,改进了生态需水量估算模型,使用遥感方法满足大范围区域的生态需水评估,并进行了区域内长时间序列不同时间尺度的生态需水量估算和分析,结合温度植被干旱指数对地表干湿变化与植被生态需水量之间的相互关系进行探究,使地表干湿状态与生态环境变化的相互联系更加可视化和定量化。