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天然植被的生態需水量是區域水資源配置和生態系統管理的關鍵問題。盡管許多研究開展了植被生態需水量的評估工作，但目前仍缺乏對干旱內陸河流流域天然植被生態需水量閾值的定量研究。已有的相關研究尚未建立具有明確理論基礎的、可用于評估維持植被系統穩定所需的最小和最佳生態需水量的有效方法。
針對上述問題，中國科學院新疆生態與地理研究所綠洲水土過程與機理研究團隊（阿克蘇站團隊）基于遙感影像數據，估算了塔里木河流域平原地區近22年來天然植被的實際蒸散量。在此基礎上，從生態系統恢復力的研究中借鑒了“latitude （LAT）”的概念，提出了內陸干旱地區自然植被的最小和最佳生態需水量計算的新方法。在經典的“杯球”模型中，LAT對應于杯的寬度，也就是說在不超過閾值（系統穩定性閾值）的情況下，系統的狀態可以改變多大。在生態需水量閾值的分析中，LAT可以定義為基于自然植被群落類型未改變且生態系統穩定（不超過閾值）的前提下允許的最大供水波動范圍，即：由最優和最小生態需水量二者的差異所確定的最大供水波動范圍。基于這一理論，本研究提出了一種基于NDVI年數據確定天然植被LAT的算法，之后根據LAT計算ΔET。最終，由ΔET確定了天然植被的最小和最優生態需水量。結果表明，塔里木河流域平原區天然植被的平均最小和最優生態需水量分別為105.45和135.53 mm。林地、高覆蓋和低覆蓋草地的平均最小生態需水量分別為129.13、284.38和111.40mm，最優生態需水量的平均值分別為152.96、382.05和141.16mm。該方法源于生態系統恢復力的理論框架，具有明確的理論基礎，計算過程簡單易操作，為定量評估天然植被的生態需水量閾值提供了一種有效的途徑。
研究成果以“Evaluation method of ecological water demand threshold of natural vegetation in arid-region inland river basin based on satellite data”為題發表在Ecological Indicators。論文第一（通訊）作者為新疆生地所郝興明研究員，該研究得到中國科學院西部之光交叉團隊項目資助。
文章鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1470160X22012845?via%3Dihub
圖1 生態需水量閾值計算過程示意圖及計算結果
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