植被作为生态系统的主要生产者，其正常生长和更新必然会消耗一定的水量，这是植被生态需水研究的生态学基础。植被生态需水规律已成为生态水文学研究的热点领域，其实质就是探讨植被-土壤生态综合体的结构、功能及其水分需求之间的相互关系与作用。目前，尤其在干旱半干旱区，植被生态需水理论与方法等各方面均面临着许多的问题和挑战，而只有深刻发掘并遵循其生态需水规律，才能够精确估算和表征植被生态需水的总量、通量及其时空特征。植被生态需水研究是以植被-土壤生态综合体为研究主体，考虑其时间连续性和空间异质性，以植被景观需水量和土壤生态需水量为主要分量，利用定量遥感与GIS技术精确估算植被生态需水量，并深入分析其与绿水资源的内在联系和数量关系。　　 本研究的主要目标就是，在充分调研国内外相关研究和综合分析各主要文献的基础上，对目前植被生态需水的基本理论及计算方法进行了归纳总结，重新界定植被生态需水的基本概念和深入探讨其内涵与外延，利用定量遥感方法和GIS技术对各种等级的植被生态需水量进行精确估算和时空异质性分析，并以渭河流域为例分析了植被生态需水规律与植被格局形成的相互影响程度及其对流域内生态水文过程的反馈机制。　　 根据植被生态需水既存概念和计算方法的优缺点分析，将其基本概念确立为：某一时空条件和生态规模下，维护植物体基本生理活动以及维持其特定植被生态格局所需要的一定阈值范围内的水量。在此基础上，分别从研究主体、时空条件、组成要素、技术手段及绿水资源管理等角度综合分析了植被生态需水新的内涵与外延：①为植被-土壤生态综合体的固有自然特性；②具有明确的时间、空间尺度及特定的生态规模；③由植被景观需水量和土壤生态需水量两大部分构成；④存在着一个严格的阈值范围；⑤主要载体为绿水资源；⑥维持某种植被格局或达到某种生态规模所需的水量。　　 以MODIS影像为基础数据源，本研究利用参数与过程优化后的SEBAL模型获取植被景观需水量，借助SPAW模型提取的渭河流域土壤各层的凋萎湿度和田间持水量来得到土壤生态需水量，最后分别以总量和通量形式分析了渭河流域植被生态需水量的时空特征，并针对植被生态需水概念界定及遥感估算方法等核心问题做了深入探讨和创新性研究：　　 (1)以植被景观需水和土壤生态需水为基础重新界定植被生态需水的概念根据植被生态需水的研究基础和植被类型及土壤类型的分布特征，以植被-土壤生态综合体为研究主体，重新确立了植被生态需水概念的内涵和外延。依据此植被生态需水理论与方法，通过地表蒸散发及土壤水含量等关键信息的提取，结合研究区自然地理特征和生态水文过程，提出了干旱地区植被生态需水量遥感估算的新方法，构建了渭河流域植被生态需水遥感估算模型，用以揭示其需水机理和定量规律。　　 (2)改进和优化SEBAL模型以提高渭河流域植被景观需水量的估算精度对SEBAL模型进行了参数调整和主要过程优化，建立渭河流域植被景观需水量遥感估算模型，提高了植被生态需水量的估算精度。通过对地表温度等参数的遥感反演，计算了地表净辐射通量、土壤热通量和感热通量，然后由地表能量平衡方程获取了用于蒸散消耗的潜热通量，最后推导出瞬时蒸散，并扩展到日或月尺度，其结果为渭河流域植被生态需水时空特征分析奠定了坚实的数据基础。　　 (3)渭河流域植被生态需水强度格局空间异质性的多重尺度分析与定量研究利用分形理论的空隙度指数(Lacunarity)研究植被生态需水强度的多尺度格局与空间异质性。空隙度指数在多个尺度上提取了植被生态需水强度格局的空间异质性变化信息，其自然对数曲线形状变化能够辨析各种需水强度等级的多尺度空间分布特点，并可揭示强度等级图的自相似特征及其作用范围。借助空隙度曲线深入地研究渭河流域植被空间格局与植被生态需水强度变化之间的多尺度相关性，并分析了各植被类型对生态需水强度格局的影响及其相互作用。　　 植被生态需水研究是以地表蒸散发遥感估算为基础，结合田间持水量和凋萎湿度等关键土壤生态水限制因子的内在特性与空间分布，利用遥感与GIS技术对植被生态需水的总量、通量及时空特征进行了精确模拟和分析，并从绿水资源管理的新视角探讨干旱半干旱区植被的生态需水规律。本研究主旨是期望通过合理配置以绿水资源为内涵的植被生态需水量来协调干旱缺水地区人类活动与自然环境之间的关系，这是维护当地生态环境的必要前提和关键举措。对渭河流域植被生态需水遥感估算的探索性研究，为干旱半干旱区的绿水资源管理提供了理论基础和技术保障，也使植被生态需水研究能够从理论和实践两个方面充实起来。