受气候和人类活动要素的共同影响,黑河流域出现了水资源短缺问题,生态环境破坏严重,中下游需水矛盾难以缓解,从而限制了流域社会经济的发展。黑河上游是黑河流域的主产流区,因此在全球变化的大背景下,分析气候和土地利用变化对地表径流的影响十分必要,根据气候和土地利用变化情景对未来径流变化趋势进行模拟,为流域水资源规划提供一定参考依据。本文在分析黑河上游主要水文气象因子1957-2017年的变化特征和趋势基础上,以分布式水文模型SWAT为工具,对黑河上游流域1980-2008年的径流变化进行模拟。通过情景模拟法,定量分析了气候和土地利用变化对黑河上游径流影响的贡献率,并进行了径流对气候和土地利用变化的响应研究。主要研究结论如下:(1)1957-2017年间,黑河上游主要气象站气温和降水总体上均呈现出上升趋势,气候呈现暖湿化的发展趋势。基于M-K检验法,检测气温突变时期为20世纪90年代,降水突变时期为20世纪80年代左右。黑河上游水文站莺落峡径流呈现上升趋势,检测突变点出现在2004年。(2)对构建的黑河上游SWAT模型进行了校准和验证,结果显示:校准期和验证期的决定系数分别为0.75和0.65,模型效率系数分别为0.71和0.63,说明SWAT模型在黑河上游具有良好的适用性。(3)通过对径流突变的分析,确定研究的基准期和干扰期,将不同时期的气象数据和土地利用数据相结合,根据不同情景计算黑河流域土地利用和气候变化的径流贡献率,结果显示,在黑河上游径流的变化中,气候变化的贡献率远大于土地利用,分别为87.15%和12.85%。(4)通过设置不同的气候变化情景对黑河上游径流进行模拟,研究表明:当温度降低时,地表径流增加,当温度升高时,由于蒸发和融雪径流引起的冲突效应,地表径流的变化呈现出不确定性;当降水增加且温度降低时,径流增加最多,当温度升高且降水减少时,径流减少最显著。(5)通过设置不同的土地利用变化情景对黑河上游径流进行模拟,研究表明:自然增长情景和生态保护情景导致径流增加,生态保护情景下径流增加更多,而在经济发展情景下,径流呈下降趋势。其中,林地和草地面积的增加,会改善区域气候,对地表径流的产生具有积极作用,自然条件下生长的草地较为稀疏,缺乏对地表径流的拦截作用,会导致地表径流的增加,耕地的地形较为平缓,易于降水的下渗,会导致地表径流的减少。