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西北地区水资源匮乏、生态环境脆弱,而地下水作为水资源的重要组成部分,是西北地区生活、工业及农业灌溉的主要用水来源。实时动态监测西北地区的地下水变化对当地的经济发展与生态保护具有重大意义。本文基于2002-2016年GRACE RL06数据反演西北地区陆地水储量变化,并结合全球陆面资料同化系统GLDAS数据,在去除陆地水储量中的土壤湿度变化、雪水当量变化、冠层水变化的基础上获得研究区地下水储量变化,并与实测地下水位数据进行对比,得到研究区陆地水储量、地下水变化的时空演变规律和特征;结合TRMM降雨数据、NDVI数据、蒸散发数据、土壤含水量、地表径流、干旱情况等自然因素和人口数据、GDP、城市化水平等人为因素探讨分析西北地区地下水变化的驱动力,结果表明:(1)2002-2016年西北地区陆地水储量整体呈下降趋势,变化速率为0.0662cm/a,累计下降水柱高为0.3800cm。空间上,新疆中部陆地水储量显著减少,减少速度为0.4180cm/a,新疆中部、甘肃西部与新疆的交界处、甘肃东部、宁夏及陕西的中部、北部等区域陆地水储量呈减少趋势,最大减少量为1.68cm/a;青海地区陆地水储量呈明显增加趋势,增加速率为0.3094cm/a,甘肃西部与南部、陕西南部、新疆北部及新疆南部与西藏、青海的交界处等区域陆地水储量呈增加趋势,最大增加量为0.77cm/a。(2)地下水储量整体呈下降趋势,下降速度为0.0951cm/a,累计下降水柱高为3.16cm。空间上,新疆西部与中部地下水储量显著减少,减少速度为0.5498cm/a,甘肃西北部与南部、宁夏及陕西中、北部等区域地下水也呈减少趋势;青海大部地区地下水储量明显增加,增加速度为0.3391cm/a,而新疆、西藏与青海的交界处,新疆北部,及陕西南部与四川、河南的交界处等区域地下水储量也呈增加趋势。由8个实测地下水位监测点数据得到,地下水位实测数据与反演结果大部分显著相关,说明反演的结果具有一定的可靠性。(3)降雨、植被等九种因素与地下水储量变化相关性大小为土壤含水量(Soil)>地表径流(Qs)>降雨(TRMM)>人口(TPOP)>蒸散发(EVAP)>NDVI>GDP>城市化水平(DMSP)>干旱程度(TVDI),得出影响地下水储量下降的最主要原因为土壤湿度、地表径流、降水等自然因素,在2002-2016年间只有地表径流呈减少趋势,其他因素都呈增加趋势,地理探测器进一步证明了该结论;综合因子对新疆北部与西南部、青海中东部、甘肃、陕西中南部等地区的地下水储量有明显的促进作用,而对新疆中部、西藏北部及其与青海省的交界处、内蒙古西部及其与陕西和宁夏的交界处等地区的地下水储量有明显的消耗作用。