塔里木河是典型的干旱区内陆河,自身不产流,干流水量主要依靠源区河流的补给,本文以塔里木河流域的源流区(出山口以上区域)为研究对象,基于实测水文气象数据运用Mann-Kendall非参数检验、小波分析法和EOF分析法研究历史水文过程的特征与规律,以及区域气候的时空变化特征,分析气候变化对水循环和径流变化的影响。研究结果表明冰川积雪融水是径流的主要补给来源;EOF分析表明源流区内的气温、降水量和蒸发量呈现增加趋势;受冰川调节和区域气温升高的双重影响,年平均径流量多年保持稳定并在近年来有所增加,小波分析表明1990年后在大于15年的时间尺度上进入丰水期;多变量非参数检验表明径流随气温和蒸发量变化较为敏感,月径流量随着气温升高而呈现指数增加的变化趋势,1991年~2002年源区径流量比1956年~1990年增加了6.5%。由于塔里木河流域特殊的地理位置与流域结构,具有河川径流以冰川积雪融水补给比重大的特征,当气温升高1℃径流量相应增加10%~16%,随着气温升高和冰川消融量的增加,径流量也将进一步地增加。