本论文主要从宏观尺度分析了近50a长江黄河源区冰川、冻土、积雪、湿地、植被的动态变化过程与特征，并在此基础上使用分布式水热耦合模型(DWHC)对长江源区典型高寒山区小流域水文过程进行了模拟研究。使用主成分分析法评价了江河源区生态环境的脆弱性，基于评价结果，确定了江河源区各分区生态环境变化的主导因子，并就各区存在的生态与环境问题进行了驱动力分析。 1江河源区气候与环境变化研究 根据行政与地貌单元的完整性；生态环境构成中主成分的趋同性；源区对生态环境体系的包容性；地理与水文源区的同一性四大原则，在综合分析基础上，对长江黄河源生态与环境研究范围进行了科学界定，界定出黄河流域生态与环境研究的源区以达日水文站为界，流域控制面积约4.49×104km2；长江河源区以聂恰曲汇合口为界，流域控制面积约12.24×104km2。 对江河源区近50a气候变化的研究表明，近50a江河源区气温显著变暖，两地年平均气温分别增加约0.8℃和0.7℃。与全球、全国以及青藏高原不同，江河源区变暖是四季均变暖的结果。近50a来江河源区降水量略有增加，但降水量的增加主要体现在20世纪80年代中后期以来春季与冬季降水量的明显增加上，夏季降水量总体上没有明显变化。 过去50a江河源区冰冻圈变化显著。长江源各拉丹冬地区1969～2000年冰川总面积减少了1.7﹪，而黄河源阿尼玛卿山地区冰川面积减少了17.3﹪。在冰川长期退缩的总趋势下，存在阶段性变化，长江源区在1969年至1995年，黄河源区在1966年至1981年，大多数冰川处于前进状态或稳定。长江源区冰川转入退缩阶段的时间要比黄河源区晚约10a左右。冰川退缩使江源区和河源区年均各自损失冰川水资源约0.7亿m3。近20年来，江河源区岛状多年冻土和季节冻土区年均地温升高约0.3～0.7℃，大片连续多年冻土区升幅较小，为0.1～0.4℃。长江源区冻土退化程度小于黄河源区。近40年江河源区平均冬春累积积雪深度增加了61.0﹪，其中长江源区增长了约62.1﹪，黄河源区约60.2﹪，两源区积雪变化具有自身特征。在江河源区，影响积雪变化的因子有气温、降水量、地温等，但积雪与影响因子间的相关关系具有显著的地域性。 2植被生态系统与水文变化研究 近20年江河源区高寒湿地数量与面积显著减少。1986到2000年间，长江源区湖泊湿地减少了18.1﹪，水域面积萎缩了10.6﹪，而黄河源区河流湿地数量和面积分别减少了15.8﹪和9.0﹪。反映在河川径流变化过程上，长江源区流量减少约12.4﹪，黄河源区减少约19.0﹪。江河源区沼泽湿地分布面积锐减24.4﹪，其中，长江源区减少28.1﹪，黄河源区减少了13.4﹪。湿草甸减少主要发生在长江源区，减少了27.6﹪，黄河源区减少较少，为7.5﹪。长江源区泥炭沼泽减少了34.9﹪，黄河源区减少了44.2﹪。 NDVI植被指数记录的长江黄河源区过去20年植被覆盖整体变化较小，局部显著恶化。年NDVI变化表现出显著的空间差异性。在长江源区的布曲、托托河、楚玛尔河、昂日曲、通天河等流域部分地段与黄河源区的星宿海地区和达日县南部地区，年NDVI为增加区域，变化率为12.86﹪～27.22﹪。在长江源区的托托河沿至伍道梁之间的青藏公路两侧一定范围、曲麻莱和治多一带、黄河源区的扎陵湖和鄂陵湖周边及其北东部地区、巴颜喀拉山北麓的多曲源头地区，年NDVI为较显著减少区域，变化率为-12.5﹪～-56.0﹪。江河源区植被覆盖状况的好坏主要受温度，尤其是40cm附近地温的影响。在江河源多年冻土区，冻土的退化将会直接影响该区植被的生长。 长江源区冬克玛底河流域典型草地生态系统变化的研究表明，该流域高寒草甸植被变化主要表现为藏嵩草沼泽化草甸的退化，这种退化是以种群和生境变化为可见标志，以优势种群的变化为主要特征。原生草甸群落发生退化后，群落物种组成与结构发生巨大变化，植被覆盖度由95.4﹪大幅降低为38.8﹪，相同样方地上生物生产量由15.1g减少到6.1g，但群落物种多样性增高。 对长江源区冬克玛底河流域2005年6～9月份的日平均流量进行了水文过程模拟研究，模拟结果相对较好。模型的效率系数为0.55，平衡误差为4.05﹪，解释方差为0.56。研究表明了严寒气候与多年冻土条件决定了流域浅表产流特性；高山草甸具有拦蓄作用和水源涵养功能，其生态功能更大于其水文功能。 3江河源区生态环境变化综合分析 使用主成分分析法对江河源区生态环境脆弱性进行了评价与分区，黄河源区的达日和玛沁县脆弱程度最高，为极脆弱地区；称多县为强脆弱地区；玛多和杂多县脆弱程度中等，为中脆弱地区；治多和曲麻莱县属于轻脆弱地区，长江源区西南部的唐古拉山乡脆弱度最小，属于微脆弱地区。玛多、称多北部的巴颜喀拉山区、楚玛尔河与通天河交汇处以东的曲麻莱和治多地区是以自然因素为主；唐古拉山乡、位于长江源区的杂多地区、楚玛尔河入汇口以西的治多和曲麻莱地区为自然因素主导区；玛沁和达日地区是双因子主导区。三个区的面积占江河源区总面积的比例分别为30.9﹪，62.2﹪和6.9﹪。 冰川退缩、冻土退化、湿地疏干、湖泊萎缩和河川径流量的减少主要是气候因素驱动的结果。20世纪60～70年代的低温与较丰沛的降水的组合共同驱动了该时期冰川的前进；而温度是20世纪90年代以来江河源区冰川后退、多年冻土显著退化的主要驱动力；温度升高及其升高引起的蒸发的增强共同驱动了20世纪90年代以来江河源区湿地的变化。@草地退化除受气候因素驱动之外，同时还受人口因素、经济发展，政策性因素、技术与文化因素的驱动，是这些因素共同驱动的结果。在人为因子中，经济发展的驱动是最主要的。 在上述研究基础上，对江河源区生态环境变化的成因进行了综合分析，认为：1)江河源区本底生态环境脆弱是其易变化的根本原因；2)气候变化是江河源区冰雪、冻土、河川径流和宏观尺度上植被变化的主要原因；3)冻土对植被退化和沼泽型湿地的疏干具有重要影响；4)季节性过牧、采金、挖药材是局部地区生态与环境严重恶化的重要原因；5)居民点扩张和工程建设在一定程度上加速了局部地区的生态与环境恶化；6)鼠、虫害是导致草地严重退化的重要因素。从宏观尺度来看，在达日地区的草地退化过程中，降水量的减少并不是主要因素，温度的升高，以及由温度升高引起的其它因素的变化是达日地区草地整体上退化的主要原因。“黑土型”退化草地主要是人类活动的结果。 总之，江河源区主要生态与环境要素相互作用、相互影响的过程中，气候和冻土是联系其它生态与环境要素的两个最重要的环境要素，这两个要素发生变化将引起一系列的生态与环境的连锁变化。