水资源的可持续发展是社会可持续发展的重要组成部分，而气候系统内部的任何变化都将在水资源与水文循环的关键水文要素中得到反映。气候变化通过气温升高、降水的年内与年际变化和海平面上升引起降水、土壤湿度、河川径流量及地下水资源量等一系列变化，并导致径流情势、洪水强度、洪水频率、枯水强度及持续时间的变化，从而影响整个水文循环系统，因此气候变化对水文循环影响的研究已成为目前人们关注的热点问题。Schwarz(1977)、Stockton(1979)、Nemec(1982)、Nash(1989)等人采用不同的方法研究美国不同流域或区域地表径流对气候变化的响应。Kalzmark(1991)运用GFDL模型研究波兰最大河流之一的Varty内流域(54.530km2)。以施雅风院士、刘昌明院士为代表的我国水文气象学家从各种不同的侧面研究了气候变化对中国水文情势的影响(文献1-5)。有的研究学者利用流域水文模型及4组GCMs气候变化情形，研究我国六大流域天然径流量的变化，提出气候变化可能导致我国主要江河年径流量减少。 黄河是我国第二大河流，作为我国北方主要的的供水水源，以其占全国河川径流2﹪的水资源量，承担着流域内和下游引黄灌区占全国耕地面积13.5﹪的土地和占全国总人口近9﹪的人口的供水任务，水资源供需矛盾十分尖锐。由于大部分地区属于干旱和半干旱地区，黄河流域水资源相当匮乏，且水资源的时空分布很不均匀，降水与河川径流主要集中于每年汛期6-10月；近57﹪的水量来自于上游干流，所以兰州以上尤其是唐乃亥以上流域作为上游的产流区，在黄河流域水资源的配置中占有举足轻重的地位。黄河唐乃亥以上的上游流域位于青藏高原东北部，平均海拔高度在3000m以上，冰川、积雪与冻土的广泛分布，是气候变化最敏感的地带之一。全球气候的变暖会引起地表各圈层发生不同程度改变，尤其是最为活跃的水圈。因此研究黄河源区气候变化与径流的关系显得十分重要。 研究区大部分地区位于多年冻土带，这一冻土层是不透水层，能够成功地阻止地表水下渗。而在气候变暖之后，冻土层急剧退化，隔离地表水的能力大幅度下降，使大量的地表水下渗，影响地表径流的形成。2003a时部分地区冻土层退化厚度已达1m，融化层厚度增加到2.8m，降水形成地表径流难度增加。 根据黄河上游近50a的资料分析，黄河源区的降水变化幅度并不大，年代间的距平变化不超过±5﹪，对黄河水量影响不大。而从1980s末，温度一直处于上升状态，资料的归一化处理结果显示，温度的升高幅度远大于降水的减少幅度，温度放大了径流减少的幅度，也使得地表径流量急剧减少，导致黄河上游水量亏损严重。 根据小波变换和差积曲线周期性变化分析，源区的温度在全球变暖的背景下，在年代尺度上将继续上升，年际间的温度下降不会太明显。源区的降水在短期内会振荡减少，而在较长时间范围，将不会有大幅度的下降。由于源区的径流主要来自于降水，就近期而言，径流变化应与降水的变化方向一致，而变幅较之降水将更大一些。但随着温度的不断上升，引起蒸发和下垫面入渗的增加，这种一致性的“平衡”有被打破的危险，即使降水不会有大的减少，而径流也会大幅下降。通过建立径流与气候参数间的非线性模型预测，未来数十年里最不利的情景是气温升幅与降水减幅同时出现最大值时的气候组合，径流减幅将达到目前水平的30﹪左右。 虽然黄河源区的径流主要来自于降水，水资源变化由气候变化所决定，但不合理的人类活动和气候变暖相叠加，使水资源变化幅度加剧。因此改变目前的情况只能从“人”的因素入手，进一步减少人类的不合理活动，实行积极的生态保护措施，合理安排水电资源的开发，加强水资源保护。