生态输水驱动下干旱区内陆河流域植被净初级生产力变化特征与优化路径——以塔里木河干流为例

针对干旱区内陆河流域下游断流与生态退化问题，研究人员通过CASA模型和偏微分分析，揭示了塔里木河干流植被净初级生产力(NPP)的时空变化规律，量化了气候因子与人类活动（如生态输水EWC）的贡献率。结果表明，2000-2022年77.6%区域NPP呈上升趋势，下游EWC贡献率达85.5%，但2015年后效益趋缓。研究为优化输水策略、拓展生态修复范围提供了科学依据，对全球类似流域可持续发展具有参考价值。

　　

在全球气候变化与人类活动加剧的背景下，干旱区内陆河流域的生态退化问题日益严峻。塔里木河作为中国最大的内陆河，其下游自1970年代起长期断流，导致河床干涸、地下水下降和植被大面积枯萎，引发严重的生态危机。尽管2000年代启动的生态输水(EWC)工程缓解了部分问题，但如何科学调配水资源、突破植被恢复瓶颈仍是核心挑战。

中国科学院新疆生态与地理研究所的研究团队在《Ecological Indicators》发表论文，通过多尺度分析揭示了EWC对植被净初级生产力(NPP)的调控机制。研究整合了2000-2022年气象、NDVI和土地利用数据，采用CASA模型估算NPP，结合Theil-Sen趋势分析和Mann-Kendall检验评估变化显著性，并运用偏微分法量化气候与人类活动的贡献率。

5.1 时空变化特征
研究发现塔里木河干流NPP总体呈上升趋势，77.6%区域NPP增长，其中24.7%显著增长区域集中在下游输水河道附近。上游NPP稳定在400 g C m^?2左右，而下游受限于干旱仅维持300 g C m^?2，凸显水资源对生产力的约束。

5.2 驱动贡献分解
人类活动对下游NPP增长的贡献(2.35 gC·m^?2·a^?1)远超气候因子(0.07 gC·m^?2·a^?1)。EWC的直接影响范围集中在河道1.5 km内，其贡献率在2015年前达85.5%，但2015-2020年降至42.7%，表明近河植被恢复已接近饱和。

6.2 EWC工程效应
输水量与NPP增长呈非线性关系：2000-2005年输水3.4亿m³时NPP增速9.92 gC·m^?2·a^?1，而2010年后输水量增至5.4亿m³但NPP增速放缓，显示边际效益递减。

6.3 优化路径
研究提出从"线状输水"向"面状输水"转型的创新方案，通过生态闸门与泵站构建网状输水系统，激活土壤种子库，扩大受益范围至远离河道的生态脆弱区。

结论部分强调，EWC是逆转下游生态退化的关键，但其效益受空间范围限制。未来需通过"面状输水"网络和精准调控，突破1.5 km辐射瓶颈，为全球干旱区内陆河治理提供范式。该研究不仅深化了水文-植被耦合机制认知，也为实现碳中目标下的生态系统管理提供了量化工具。