中國西北干旱區(qū)是“世界干極”，年平均降水量小于100 mm，綠洲區(qū)也多在50 mm上下，生態(tài)環(huán)境極為脆弱，水資源開發(fā)過程中的生態(tài)與經(jīng)濟矛盾十分突出；該區(qū)的各內(nèi)陸河流域都具有自然資源豐富和生態(tài)環(huán)境脆弱雙重性特點，水資源狀況惡化將直接導致天然植被退化，土地荒漠化過程加劇和生態(tài)系統(tǒng)的嚴重破壞，進一步影響到社會經(jīng)濟的健康持續(xù)發(fā)展。

　　中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所農(nóng)業(yè)資源中心沈彥俊研究組對塔里木河流域植被變化、生態(tài)輸水量、湖水蒸發(fā)量和咸水資源利用等方面的問題進行了研究，為揭示流域植被與氣候水文關系、流域水資源利用提供了參考和科學依據(jù)。主要研究結果如下：

　　(1)塔里木流域植被動態(tài)及其對氣候水文的響應。整體來看，塔里木流域北部天山地區(qū)植被好于南部昆侖山地區(qū)，天山山區(qū)植被與氣溫、降水和徑流都顯現(xiàn)顯著正相關，但是在昆侖山區(qū)由于植被稀少而分散，徑流過程較長，植被只與氣溫變化呈顯著正相關，而與降水和徑流的關系都不明顯；綠洲植被與氣溫和徑流呈顯著的正相關。氣溫是山區(qū)植被最主要的脅迫因子，而徑流是綠洲植被最主要的限制因子。

　　(2)塔里木河下游斷流河道最小生態(tài)流量。選擇濕周法中的曲率法推求河道最小生態(tài)流量發(fā)現(xiàn)，英蘇、阿拉干和依干布及麻斷面所在河道的最小生態(tài)流量分別為2.85，3.76和1.76m3，分別占推算的多年平均流量的9.7%，14.0%和6.9%。在排除塔里木河流域的枯水期后，求得不考慮蒸發(fā)和滲漏條件下的河道年生態(tài)需水量為0.79×108 m3。Tennant法計算的最小生態(tài)流量占多年平均流量的百分比為6.9%到14%，平均為10.2%。

　　(3)地表水和地下水穩(wěn)定同位素組成的空間分布特征。研究了塔河干流和阿克蘇河以及開都河的同位素組成，發(fā)現(xiàn)塔里木河與阿克蘇河受冰川融水補給與支流注入的影響，同位素組成與距源頭距離的空間變化關系呈現(xiàn)出“先變輕后變重”的趨勢。結合穩(wěn)定同位素技術，對博斯騰湖水蒸發(fā)量進行估算，發(fā)現(xiàn)博斯騰湖秋季蒸發(fā)損失大概占入湖水量的25%。 

　　(4)膜下滴灌對土壤含鹽量和棉花生長的影響。在極端干旱區(qū)，雨水的淋洗作用減弱，用礦化度大于2.24 g L-1的鹽水灌溉棉花時，鹽分會在主要的根區(qū)發(fā)生富集。咸水灌溉對棉花的影響是一個逐步變化的過程，在吐絮期達到最大。葉面積指數(shù)、生根率、根長和根重都隨著灌溉水礦化度和土壤含鹽量的增加而下降。咸水處理的根長和根重遠遠小于淡水灌溉的處理，播種之后，棉花葉面積指數(shù)逐漸增加，在花鈴期達到最大。

　　上述研究結果得到國家973計劃項目“氣候變化對西北干旱區(qū)水循環(huán)影響機理與水資源安全”的支持，發(fā)表在生態(tài)水文學國際期刊Ecohydrology上。