黑河流域中游地区位于西北干旱区,降水稀少,蒸发量大。近年来,随着人口不断增长,耕地面积不断增加,农业灌溉用水量严重挤占生态用水,加之为保证下游生态恢复建设的用水量,黑河中游地区开始出现生态环境退化现象。研究中游地区的生态需水对黑河流域实现水资源合理配置以及生态环境系统的可持续发展具有重大意义。本文利用遥感卫星影像资料,结合各种地面观测数据、土地覆被类型,分析了近11年黑河中游归一化植被指数(NDVI)的时空变化特征;根据需水的空间位置不同,将干旱区生态环境需水分为河道外生态环境需水和河流(河道内)生态环境需水,以2011年为基准年,分别采用植被指数法、面积定额法、最大月平均含沙量法、水面蒸发法、水量平衡法和最小月平均流量法,逐项计算研究区植被需水、防治盐碱地需水、河流输沙需水、水面和湖泊沼泽需水、河道渗漏补给需水以及河道基本生态环境需水,经过分析得到黑河流域中游地区生态环境需水总量。获得以下主要结果:(1)2001-2011年间,黑河中游地区生长季NDVI逐年均值在0.17-0.23之间,总体上呈现递增趋势;空间分布上,植被覆盖区域占总面积的65.53%,无植被覆盖区域占总面积的34.47%。按土地覆被类型分析,未利用土地面积达到56%;植被和耕地占总面积比例相近,分别为20.26%、19.33%;水域面积仅占3.12%。植被NDVI年内变化整体上呈现很强的季节性,不同植被种类之间存在差异性。总体上有林地NDVI值最高,NDVI值灌木林地>疏林地>高覆被草地>中覆被草地>其他林地>低覆被草地。年内4-6月NDVI开始急剧增加,7月份NDVI值达到最高。从林地和草地NDVI空间分布看出,林地在张掖和临泽地区覆盖较高,草地沿河道附近和中游边界覆盖较大,植被生长状况良好,低覆被草地占比最大。(2)基于NDVI的植被生态需水计算结果表明,河道外植被生态需水量为5.77亿㎡。有林地蒸散发量最大,达到342.4mm;低覆被草地蒸散发量最小,为211.2mm。处于两者之间由高到低的顺序依次是灌木林地、疏林地、高覆被草地、中覆被草地、其他林地,蒸散发量分别为330.0mm、313.9mm、270.6mm、219.0mm、214.2mm;生态需水量分别是有林地0.0449亿㎡,灌木林地0.2221亿㎡,疏林地0.1964亿㎡,其他林地0.0072亿㎡,高覆被草地0.0931亿㎡,中覆被草地0.6879亿㎡,低覆被草地4.5144亿㎡。不同类型植被的生态需水主要集中在6-8月份,占植被生长期总需水的65%左右。(3)研究区河道外湖泊沼泽与河流水面蒸发生态需水量分别为2.06亿㎡,1.44亿㎡。黑河流域中游地区防治耕地盐碱化环境需水量为0.20亿㎡。河流基本生态环境需水量4.15亿㎡,占莺落峡站来水总量的26%左右。河流输沙生态需水4.13亿㎡,输沙需水量主要集中在汛期,即6-9月,占全年输沙需水量的69.6%。研究区河道渗漏补给需水2.19亿㎡,占莺落峡站总来水量的11.90%。(4)根据各项需水的计算,按河道内外分析生态需水量,黑河中游地区河道内生态环境需水总量为7.78亿㎡,河道外生态环境需水量为8.03亿㎡,根据下游正义峡来水量表明河道内生态环境需水量可得到满足;按不同保护目标分析生态需水总量,可分为三种情景:保证天然生态系统需水15.60亿㎡,满足生态系统整体发展要求需水16.07亿㎡,仅满足植被现状生长需水5.77亿㎡。从年内需水要求看,5-9月是需水高峰期,7月需水要求最大;以2011年莺落峡站来水量为例,在用水高峰5-7月三个月中,径流量都不能满足生态环境需水的要求,需要在流域内采取更加严格的节水措施或调水措施。