水是生命之源,生产之要,生态之基,在生态建设和生产生活中发挥重要作用。在传统的水资源分配中,优先将水资源分配给灌溉农业、工业和居民生活,生态系统用水一般被忽略或挤占。20世纪90年代以来,生态需水研究已成为生态水文学和水资源管理的核心内容。目前,生态需水研究主要针对单一生态系统,而复合生态系统需水的临界阈值问题仍需进一步深入研究。植被-土壤复合系统是生态系统的重要组成部分,是整个生态系统物质循环与能量流动的中枢。关中-天水经济区是《国家西部大开发“十一五”规划》中明确提出的三大重点经济区之一,同时也是“一带一路”的重要战略纽带。因此,选择关中-天水经济区的植物-土壤复合系统作为研究对象。首先,基于DEM数据提取三级流域边界,基于Landsat遥感影像和土壤质地专题数据获取植被和土壤质地的空间分布图。然后,运用相应的数学模型,基于RS和GIS技术对研究区植被-土壤复合系统在景观和流域尺度上的最小生态需水量进行计算并分析其时空分布特征。该研究为制定区域水文生态环境保护目标提供科学依据,同时对合理配置水资源具有参考意义。主要研究成果如下:(1)根据土地利用/土地覆盖变化(LUCC)分类标准结合遥感图像的光谱和纹理特征,将土地利用类型分为林地、耕地、草地、水域、建设用地和未利用地。2000年至2015年,林地和建设用地面积明显增加,耕地和未利用地面积减少。这些变化表明了生态环境的改善和社会经济的发展。(2)基于构建的地表温度-归一化植被指数(Ts-NDVI)特征空间计算得到的温度植被干旱指数(TVDI)分级结果,表明研究区干旱半干旱区主要分布于关中东北部和中部,湿润半湿润区主要分布于关中南部和天水南北部。(3)关中-天水经济区在景观尺度上生态需水的时空差异明显。在时间尺度上,因城镇建设用地大面积增加使研究区植被-土壤景观类型面积减少,其对应的生长期最小生态需水量也随之减少。在空间尺度上,单位面积生态需水量较高的景观类型有林地-粘壤土、林地-壤土、林地-砂壤土和林地-砂砾质壤土,单位面积生态需水量较低的景观类型有草地-粘壤土、草地-壤土、草地-砂壤土和草地-砂砾质壤土。(4)关中-天水经济区在流域尺度上生态需水的时空差异也较大。在时间尺度上,除渭河流域(泾河张家山以上)和渭河流域(北洛河状头以上)以外,其余研究区三级流域的最小生态需水总量都有所减少。在空间尺度上,位于研究区北部的渭河流域(泾河张家山以上)和位于南部的嘉陵江流域的单位面积最小生态需水量较高,位于研究区中部的渭河流域(咸阳至潼关段)的单位面积最小生态需水量较低。