随着经济的飞速发展,柴达木盆地社会总用水量急剧增长,从而加剧了盆地内水资源利用危机。基于此,本研究在收集整理了盆地内气象、水文和森林等诸多背景资料后,通过本人在柴达木盆地野外实验研究所得的植物蒸腾模型和植物系数,采用定额法和经验公式估算出柴达木盆地生态用水总量,随后采用生态用水系数Cu和生态用水模数Mu对盆地内生态用水现状进行分析,并在此基础上对柴达木盆地未来的生态需水进行了预测和分析。研究结果如下:(1)水资源供水态势表明:以1994年为序列年的第一年,盆地地表水资源供水量(S)与序列年限(x)满足:S=0.0123x2-0.067x+5.4516(R2=0.73);地下水资源供水量(G)与序列年限(x)满足:G=0.4872x+0.5208(R2=0.82)。据此可以推断,盆地地表水资源供水量2020年为12.36×108m3,2030年为19.48×108m3;盆地地下水资源供水量2020年为2.71×108m3,2030年为3.19×108m3。盆地供水量与用水量预测表明:柴达木盆地现状供水与用水基本持平,但到2020年以后开始亏缺,2020年亏缺0.87×108m3,2030 年亏缺 3.05×108m3。(2)采用Granier热扩散法对柴达木盆地林木树干液流进行观测并计算得到冠层蒸腾速率(Ec),结果表明:在众多环境要素中,太阳辐射(Rs)和饱和水汽压差(VPD)是影响冠层蒸腾变化的主导要素,Ec对Rs和VPD的响应在上午和下午表现出了不同的变化规律,并且Ec与VPD)存在明显的类似“磁滞回线”(Hysteresis loop)的图形。去耦系数(Ω)的结果表明盆地内林木冠层蒸腾极大地受控于冠层导度(gc)。冠层导度与气象因子之间的相关性也很显著,但主要受VPD和Rs和温度T的影响,相关系数大小为VPD>Rs>T。(3)通过树干液流结合气象数据,利用Penman-Monteith方程和Jarvis-type模型,在考虑时滞效应的基础上,对柴达木盆地内林木冠层的蒸腾日变化过程进行模拟。结果显示:Jarvis模型的模拟效果较好,无论青杨还是沙棘,模型的决定系数均达到0.8以上,模型相对误差分别在25%以内(青杨)、12%以内(沙棘),模拟值与实测值有很好的一致性。更重要的是,考虑时滞后所有的误差系数变小,Jarvis模型的决定系数变高,模型的模拟精度提高了 6%。其模拟精度明显高于利用Li-1600稳态气孔计所模拟得蒸腾日变化过程。(4)根据上述理论及方法,得出柴达木盆地现状生态用水总量为111.14×108m3,其中林草植被生态用水量是盆地生态用水总量的主体(63.21%)。从水资源消耗情况来看,盆地内消耗性生态用水量为107.97×108m3,其中降水消耗性生态用水量为70.25×108m3,径流消耗性生态用水量为37.72×108m3,而非消耗性生态用水量为3.17×108m3。(5)从生态用水状况的空间分布来看,一个地区的生态用水总量在很大程度上取决于该地的森林植被与河川分布。柴达木盆地东部的生态用水量(67.95×108m3)明显高于盆地西部(43.19×108m3),且盆地西部生态用水模数明显低于东部,说明盆地东部植被覆盖率高,生态环境较好;盆地西部地广人稀、植被覆盖率低,还有很大的生态建设空间。从行政分区来看,整个盆地格尔木生态用水模数较小,生态用水系数最大,说明该地区的植被覆盖率较高,但用于植物生长的水分较少;都兰县和乌兰县的生态用水模数和系数均较大,说明这些地区植被分布面积较大,生态的建设走在了前列;而位于盆地西北部的海西地区,其生态用水系数和模数均为盆地最低,说明该区植被稀疏、覆盖率低,生态建设发展还有很大空间。(6)以2020年为例,从丰水年、平水年和枯水年三个不同角度对预测年生态需水进行了计算并分析了水资源平衡关系,从而对柴达木盆地湖泊湿地生态用水量进行标准量化,结果表明:在丰水年、平水年、枯水年这三个不同年份盆地内湖泊湿地的生态用水量分别为41.56×108m3、17.50×108m3和11.11×108m3,即最低也要保证盆地内湖泊湿地生态用水量为11.11×108m3。