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以干旱区内陆河的典型代表一塔里木河干流为研究对象，建立了干旱区内陆河流域的景观类型分类系统，这对国内外类似地区景观类型的划分及在景观格局基础上进一步研究生态系统的特征具有重要的借鉴意义；在遥感、GIS及地统计学和景观格局分析软件等工具的支持下，从不同时空尺度上对于流区景观格局的变化特征进行了分析。时间尺度包括从20世纪80年代到生态输水前的1999年及第七次生态输水后的2005年间的景观格局变化特征，空间尺度上，不但在较大空间尺度上分析了整个塔河干流41412km2的景观格局变化，又根据塔里木河上、中、下游不同的生态系统特征，从较小尺度上对上游、中游及下游各段的景观类型面积变化特征、景观类型的格局变化特征、景观水平上格局指数的总体变化特征等进行了分析，并探讨了景观格局变化的自然及人为因素。这种分别研究景观格局对尺度变化的响应特征及不同尺度下景观多样性空间格局的变化，进一步丰富了干旱区景观生态学中多尺度下的景观格局变化的理论与实践。而后，对塔里木河干流生态水文过程的基本特征进行了系统分析，主要包括干流的径流动态变化、干流地下水特征，干流水化学变化及水质特征，以及塔里木河干流水文过程的生态效应，主要分析了水文格局变化对水盐耦合关系的影响及水文过程对植被的影响，并对生态水文过程中的景观地球化学特征和景观地球化学演变的影响因素进行了研究。这不仅是景观生态学和生态水文学研究的进一步深入，而且丰富了干旱区景观地球化学研究的内容。自此基础上，在生态系统耦合关系理论与方法的指导下，重点对景观格局和生态水文过程的相互影响进行了探讨，从而进一步丰富了地理信息耦合的理论与实践。
分析表明，景观格局变化影响蒸散发、径流及地表水质。与径流相关性最大的是景观多样性指数，相关模型为Y=1.0398exp(1.0055x)，R2达到了0.839。景观的优势度和破碎度与径流量也呈现相关关系，而景观形状与流域径流之间不存在必然联系。同时景观格局变化对地下水循环和地下水质量产生影响。而水文过程对整个流域的景观格局变化起指导作用。文章最后探讨促进景观格局与水资源协调发展的若干措施。