中亚和中国干旱区众多河流发源于高海拔山区，降雨、积雪、冰川“三元”产流是其共同特征。气候变化对水文水资源带来了前所未有的挑战，而雪冰融水产流对气候变化的响应更为敏感。深入认识山区径流及产流组成的时空分布特征、归因分析历史径流变化以及预估未来水资源的变化趋势，对流域水资源管理和利用有着重要意义。本文以帕米尔高原-喀喇昆仑山-昆仑山为研究区域，选取阿姆河、喀什噶尔河、叶尔羌河与和田河为代表性流域，基于融入冰川模块的分布式水文模型，从年内分布、年际变化和高程分布三个方面认识径流及产流组分特征，归因分析1965-2007年气温和降水变化对该区径流的影响，并基于耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)气候模式结果，预估未来情景下径流变化并做归因分析。主要取得如下认识:　　(1)利用研究区内的74个观测气象站数据，评估了基于网格的APHRODITE(Asian Precipitation-Highly Resolved Observational Data Integration TowardsEvaluation of Water Resources)降水与PGMFD(Princetons Global MeteorologicalForcing Dataset)气温数据在研究区的可靠性，发现在低海拔区域网格降水和气温数据效果较好，但在高海拔区域评估效果较差，降水偏低，气温偏高，需要用高程变率进行纠正。由于高海拔区域降水数据较少，基于冰川物质平衡线处降水与夏季气温的关系，以及历史时期流域内冰川面积变化、河道径流数据，通过SWAT-RSG(Soil and Water Assessment Tool-Rain，Snow and Glacier melt)水文模型，有效获得高海拔区降水梯度。　　(2)根据模型模拟结果分析研究区径流及产流组成特征。①产流组成:阿姆河流域，雨、雪、冰产流和基流的贡献率分别为13％、29％、14％和44％;喀什噶尔河流域四产流组分贡献率分别为:21％、18％、44％和17％;叶尔羌河流域雨、雪、冰产流和基流占总产流的比例分别为14％、23％、48％和15％;和田河流域产流组分贡献率分别为11％、37％、29％、24％。由于流域间冰川覆盖率不同，东帕米尔-喀喇昆仑山-昆仑山流域内的冰川产流贡献率要明显高于西帕米尔高原流域，阿姆河、喀什噶尔河、叶尔羌河和和田河流域冰融水对产流的贡献率分别为7.4％、21.6％、27.5％和14.2％。②年内分布特征:由于雨、雪、冰产流及基流对径流的贡献率不同，在雨、雪和基流贡献率较大的阿姆河流域，68％的径流分布在5-8月，主要受降水形式影响;而其它融冰产流贡献较大的流域约81-90％的径流集中在6-9月。降雨、融雪和融冰产流在帕米尔高原的峰值也比喀喇昆仑山、昆仑山区域有所提前。③变化趋势:基于Mann-Kendall趋势检验，在0.05显著水平上，1965-2007年阿姆河流域年径流量以28.5亿m3/10a速率显著减少，而东帕米尔-喀喇昆仑山-昆仑山流域以近8亿m3/10a的速率显著增多。④高程分布:阿姆河和喀什噶尔河流域内75％和88％的总产流量分布在2000-5000 m和3000-5000 m，而叶尔羌河与和田河流域94％的产流量都位于4500-6000m，冰川覆盖率越高，冰川融水贡献率越大，产流越集中于高海拔区域。　　(3)利用剔除显著气候变化趋势，分离气象数据构造气候情景，归因分析历史气候变化对径流及产流的影响。①气候变化特征:1965-2007年流域内气温都呈显著上升趋势，并且气温上升主要集中在冬春季;降水变化在流域间存在很大差异，阿姆河流域降水主要呈显著减少趋势，且集中在冬春季，其它流域降水呈显著增多趋势，但变化量较小，且主要集中在夏季。②径流变化归因分析:帕米尔高原流域径流的减少或增加量中79-98％是由降水变化引起，并且主要由降雨、融雪产流和基流的变化贡献;而在冰川覆盖率较高的喀喇昆仑山、昆仑山流域，由于降水变化很小，气温上升是引起冰川融水增加的主要原因，融冰产流变化对径流变化的贡献达到36-54％，因此该区域径流增多的主要原因是气温上升，其对径流变化的贡献率为60-84％。在降水有显著变化的流域，降雨、融雪产流和基流的变化会主要受降水变化的影响，融冰产流会受降水和气温变化共同影响，而在降水变化较小的流域，降雨、融雪产流和基流的变化会受到气温和降水变化共同作用，融冰产流几乎只受气温变化影响。但径流变化并不一定只受融水变化的影响，在某些流域（即便是冰融水贡献率较大的流域）降水变化的作用也很大，因此对于流域径流变化的归因分析，应全面考虑降水和气温变化各自的作用。　　(4)在CMIP5近50个气候模式中选取在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5排放情景下可分别代表极端干湿冷暖状况的四个气候模式数据驱动水文模型预估未来气候变化对径流及雪、冰产流的影响。①气候变化特征:在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下，未来气温都呈持续上升趋势，相比历史时期，近期升高1.8-2.1℃，远期升高2.0-6.0℃，随排放情景升高而升高，且在阿姆河流域上升幅度最大。降水变化不显著，但在流域间差异较大，历史-近期-远期三个时段相比，帕米尔高原降水主要呈先增多后减少趋势，喀喇昆仑山-昆仑山区域呈增多趋势。②径流变化:预估未来径流峰值时间在阿姆河会比历史时期提前，而在其它流域峰值量会有较大变化。未来径流量在帕米尔高原区域呈减少趋势，而在喀喇昆仑山、昆仑山流域中、低排放情景下呈先增多后减少趋势，在2040s-2060s达到峰值，而在RCP8.5情景下，径流会持续增多。三种排放情景下，远期相对于历史时期，帕米尔高原年径流量分别减少了7、12和36亿m3，而喀喇昆仑山、昆仑山流域年径流量分别增加15、27和58亿m3。从产流组成上看，径流的变化趋势主要是由降雨和融冰产流变化贡献的，降雨产流在未来呈持续增加趋势，而融冰产流在帕米尔高原流域呈减少趋势，相互抵消综合作用，径流在远期减少;在融冰对径流贡献率较高的喀喇昆仑山、昆仑山流域，径流变化趋势与融冰产流和冰融水的趋势一致，呈先增多后减少或持续增多趋势，随排放情景升高，拐点出现时间推后。根据水量平衡分析，在高排放情景下，随着气温升高，蒸散发增加对冰川覆盖率较小的帕米尔高原流域径流减少的贡献增大，而冰储量变化增大对冰川覆盖率大的喀喇昆仑山、昆仑山流域径流增加的贡献增大。预估未来气候变化对水资源的影响可为水资源管理和利用提供一定的参考依据。