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水资源关系着干旱区绿洲的兴衰及植被的演替,更制约着区域环境与经济的可持续发展。在我国西北地区,特殊的自然地理位置和气候条件使当地生态环境十分脆弱,水资源短缺现象突出。伴随人口增长和城市扩张,工业、农业用水挤占生态用水,加剧了水资源短缺现象,导致这里出现了诸如水资源利用不合理、河道断流、土地荒漠化、盐碱化以及湿地退化等问题,生态环境岌岌可危。生态需水量研究能够提高流域的水资源利用效率和生态承载能力,缓解工业、农业及生态用水之间的矛盾,为解决当前西北干旱区生态环境面临的各种水资源问题提供科学支撑。本文以气候变化为背景,基于水文资料、气象资料以及遥感影像等数据,计算疏勒河中下游地区以河道内、湿地生态系统为主的水域生态需水量及以典型植被为主的植被生态需水量,得出疏勒河中下游地区生态需水总量;结合未来气候变化情景,对疏勒河中下游地区典型植被生态需水量进行预测。研究得出以下结论:(1)水域生态需水不同组成系统间需水量差异明显。河道内生态需水量约是湿地生态需水量的5倍,但湿地生态需水量上升趋势大于河道内。湿地生态需水量中,沼泽生态需水量占比最大,达72%,其次是水库生态需水量、湖泊生态需水量;河道内生态需水量中,水面蒸发需水量占比最小,河流输沙需水量占比最大,达43%,7月河流输沙需水量达到峰值0.68×10~8m~3,10月出现次高峰0.52×10~8m~3。在水资源规划管理中,需要重视以输沙需水量为主的河道内生态需水量,维持河道的基本运行。(2)植被生态需水量在不同时空范围内变化显著。年际上,1990—2018年植被生态需水总量呈小幅增加趋势(0.18×10~8m~3/10a),2010年达到峰值7.05×10~8m~3,草地生态需水量整体呈上升趋势,林地生态需水量呈下降趋势;生长期内,植被生态需水总量呈先上升后下降趋势,7月生态需水量最大,为1.38×10~8m~3,10月生态需水量最小,为0.56×10~8m~3;空间上,中游地区植被生态需水总量略高于下游地区,其中,林地生态需水量大于下游地区,草地生态需水量与下游地区基本持平。受局部气候影响,不同时空范围植被生态需水量有所差异,在流域水资源管理和配置中,应合理调配生态用水用量。(3)植被生态需水量对气象要素的敏感性及气象要素贡献率大小略有差异。植被生态需水量对气象要素敏感性程度表现为:STmax>SU2>SRH>SSS>STmin;气象要素对植被生态需水量的贡献率程度表现为:CU2>CTmax>CRH>CSS>CTmin。植被生态需水量对最高气温最为敏感,风速对植被生态需水量的贡献值最大,由最低气温、风速、日照时数减少及风速增加同时作用导致的植被生态需水量减少不足以抵消由最高气温升高所增加的植被生态需水量,因此,中下游地区植被生态需水量呈小幅上升趋势,最高气温成为影响植被生态需水量变化的主导气象因子。(4)植被生态需水量预测中,中游和下游地区植被生态需水量变化具有差异性。情景1(不同类型植被面积增长10%)下,中游地区植被生态需水量在RCP2.6、RCP4.5两种气候模式下增长趋势明显,下游地区呈先快速上升后平稳增加的趋势;情景2(不同类型植被面积减少10%)下,中游地区生态需水量在RCP2.6、RCP4.5两种气候模式下增长不断下降,下游生态需水量呈先快速上升后缓慢下降的趋势,2019—2030年植被生态需水量呈小幅上升趋势,2030—2100年不断下降,2028年RCP2.6气候模式下气温达到1.5℃阈值对植被生态需水量影响较大。另外,RCP4.5气候模式下,中下游地区植被蒸散量于2048年前后发生明显变化,与2048年气温升高达到2℃阈值相吻合,是植被生态需水量变化的直接反映。