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近30年来,随着干旱区绿洲城市的不断发展,水资源短缺和植被覆盖度低等问题和矛盾日益突出,急需有效协调和缓解植被恢复、水资源供应及气候变化之间的多重矛盾。干旱区水碳资源的科学统筹与优化管理是解决这一矛盾的有效途径,水碳耦合模型可以为其提供重要的决策支持。选取典型干旱区焉耆盆地和塔里木河干流上游区为研究对象,基于WaSSI-C模型(Water Supply Stress Index-Carbon model)的理论框架和运行机理,针对研究区的自然地理和环境特征,增加冰川融化计算模块,对Wa SSI-C模型进行适用性改进。利用SPPS软件和Matlab遗传算法工具GUI对模型运行参数进行率定。在此基础上,将研究时段划分为率定期(2000-2009年)和验证期(2010-2015年),对研究区实测径流、MODIS蒸散(ET)和总生态系统生产力(GEP)数据进行统计分析,利用决定系数(R~2)和效率系数(NS)分析了不同时期Wa SSI-C模型在研究区的适用性,并应用GIS空间分析技术探讨了研究区水碳资源的空间分布特征。在此基础上,设计和实现了Wa SSI-C模型通用Web服务系统。文章研究成果如下:(1)WaSSI-C模型运行参数的率定可采用SPSS软件和Matlab遗传算法工具GUI相结合的方法。(2)在焉耆盆地,研究区率定期和验证期总径流对比验证的R~2分别为0.80和0.77,NS为0.77和0.69;ET对比验证R~2分别为0.82和0.79,NS为0.80和0.76;GEP对比验证R~2分别为0.88和0.87,NS分别为0.87和0.82,说明改进后的Wa SSI-C模型在焉耆盆地具有良好的适用性。(3)在塔里木河干流上游区,流域总径流在率定期和验证期对比验证的R~2分别为0.72和0.68,NS为0.71和0.67;ET在率定期和验证期对比验证的R~2分别为0.60和0.64,NS为0.60和0.56;GEP率定期和验证期对比验证的R~2分别为0.68和0.61,NS为0.66和0.69;除验证期ET对比验证的NS外,模拟结果的两个评价指标均保持在0.6及以上,可见模型能够很好的模拟塔里木河干流上游区水碳资源的动态变化。(4)模拟结果显示焉耆盆地和塔里木河干流上游区的水碳资源具有明显的空间异质分布特征。其中,焉耆盆地的径流空间分布呈现“西高东低、北高南低”的特点;ET和GEP均呈现“中间高,四周低”的分布特点;塔里木河干流上游区的ET和GEP空间分布呈现出“西高东低”的分布特征,产流空间分布则与之近似相反。(5)WaSSI-C模型通用Web服务系统能够为干旱区有效的工具支持。本文所开发的Wa SSI-C模型通用Web服务系统基本涵盖了原WaSSI-C模型的核心功能,成功实现了WaSSI-C模型的在线可视化,且基于流程化的操作方式,具有人机交互友好,易于理解等优点。