湿地是陆地生态系统和水生生态系统之间的过渡地带,与森林、海洋并称为最重要的三大生态系统。湿地在保护生物多样性、促进经济可持续发展、保障人类福祉等方面发挥着不可替代的作用。水文情势在湿地生态系统的演化过程中处于重要地位。由于人类活动和气候变化的影响,流域水文情势发生变化,尤其是水资源相对短缺的干旱地区,水文情势的变化更为显著。开展干旱地区内陆水文情势变化研究,并分析其驱动力,探讨流域水文情势变化背景下湿地面积和格局的变化,对于湿地的保护和修复具有重要的理论和现实意义。本研究选取位于我国西北干旱地区的内陆河流域-黑河上游为研究区。首先基于地形信息改进流域水文模型,并验证了模型模拟效果。其次,通过Mann-Kendall检验识别径流突变点,基于水文变化指标法和变动范围法计算突变点前后径流情势的整体改变度,并对比分析了黑河上游降水和蒸散发的变化情况。再次,设置不同的情景,定量分析温度和降水的变化对流域水文情势的影响。最后,计算了流域湿地面积及湿地景观指数,结合水文情势的变化探讨流域湿地景观格局的变化,为流域湿地的保护提供参考。本研究取得的主要结论如下:(1)基于地形信息改进流域水文模型结构,提高了模型模拟效果。通过地形将流域划分为高地、坡地和低地三个模拟单元,对模型结构进行调整和改进,使模型以不同的产流机制模拟不同单元的水文过程。改进后模型率定所得帕累托前沿明显优于改进前,表明模型模拟精度得以提高。改进后模型率定期(1990～2002年)和验证期(2003～2015年)的纳什系数分别为0.85和0.82,相关系数分别为0.93和0.91,表明该模拟效果可靠。(2)黑河上游的径流情势发生显著变化。黑河上游1960～2015年径流的突变年为2002年。相比1960～2002年,2003～2015年各月平均流量均呈不同程度的增加,8～10月的增幅最大,接近50%;年极端流量中,最小1日、3日、7日和最大7日流量减小,最大1日、3日、7日、30日、90日流量等指标呈不同程度的增加;最大和最小1日流量发生时间分别推迟32天和7天;高流量发生次数增加1次,但平均历时减少1.5天,而低流量发生次数和平均历时分别增加1次和1.5天;流量变化改变率中,平均增加率和减小率以及逆转次数分别增加了 0.8 m3/(s·d)、1.1 m3/(s·d)和7次。结合径流典型年份(丰、平、枯水年)的变化,计算所得径流情势的整体改变度为74.62%,大于67%,属于高度改变。(3)黑河上游降水量和蒸散发量呈不同程度的增加。采用改进后的水文模型,模拟1960～2015年黑河上游的水文过程,对比分析2002年前后流域降水和蒸散发的变化,结果表明2002年前后多年平均降水量分别为443.85 mm和501.56 mm,多年平均蒸散发量分别为273.88mm和303.18mm;12个月份中,降水量在3、4、11、12月略有减少,其余月份呈不同程度的增加,9月的增加量最大,为21.97 mm;12个月份的蒸散发均增加,夏、秋季增幅最大。(4)黑河上游降水量和温度的增加导致径流量和蒸散发量发生不同程度的变化。黑河上游温度的升高和降水量增加的综合作用导致多年平均流量增加10.41 m3/s,温度的升高导致多年平均流量减少2.43 m3/s,而降水的增加造成多年平均流量增加12.83 m3/s,降水频率的增加导致多年平均流量减少1.34 m3/s。温度的升高和降水增加的综合作用导致多年平均蒸散发增加26.97 mm,温度的升高导致多年平均蒸散发增加8.17mm,降水的增加导致多年平均蒸散发增加18.80mm,降水频率的增加造成多年平均蒸散发增加3.19 mm。(5)黑河上游湿地面积减小,湿地景观格局变化不显著。对比分析了湿地面积和景观格局的变化,结果表明湿地总面积减少1973.59 hm2,湿地景观斑块总数几乎没有变化,形状趋于不规则,集聚程度微弱增加,连通性无显著变化,多样性微弱增加。其中,黑河上游主要的湿地类型为河流和沼泽,河流湿地面积、斑块数微弱增加,斑块形状趋于不规则,聚合度和连通性变化不显著;沼泽湿地的面积减小2435.07 hm2,斑块数减少,斑块趋于规则形状,聚合度和连通性变化不显著。黑河上游的水文情势(降水、径流和蒸散发)、湿地面积与格局发生了不同程度的变化。河川径流的增加为黑河中下游湿地的修复以及绿洲的保护提供了必要的水资源保障。沼泽湿地对流域水文情势的变化较为敏感,进行流域湿地保护时应给予足够重视。本研究结果可以为流域水资源的管理以及湿地的保护和修复提供参考。