人类活动、气候变化和环境变化这三个因素之间的影响关系和演化趋势与人类社会的可持续发展息息相关。由于这三个因素涉及到全球范围多种因素的共同作用，传统的技术手段很难准确评估它们。这三个因素往往伴随着水循环系统中的质量迁移，例如海陆质量交换以及冰川融化，因此卫星重力技术的发展提供了系统性地评估这三个因素的有效手段。青藏高原作为全球构造运动最活跃的地区之一，其动力学研究有助于理解大陆-大陆碰撞和高原形成的机理。本论文采用卫星重力等数据重点研究了全球海平面变化、青藏高原的冰川融化、水储量变化和构造运动等因素引起的质量变化。主要贡献包括这四个方面:　　1)全球海平面变化　　我们基于Argo计划、海洋测高计和重力卫星数据得到了一个目前为止最合理的全球海平面预算估计。结果显示，全球海平面在2010至2011年拉尼娜事件中下降了5 mm，随后持续升高，该事件带来的扰动阻碍了我们观测到真正的海平面上升速度;实际上，海平面的上升速度自2010年以来就已经增加。在扣除陆地水储量的影响后，加速的陆地冰融化和海水密度增加使海平面的上升速度自2011年起高达4.4±0.5 mm/yr。　　2)亚洲和中国陆地水储量变化　　我们首次研究了亚洲和中国陆水储量变化问题，发现亚洲水储量在2003～2009年间亏损了1500 km3，但是2010～2014年间基本平衡，这个转折与降水量的盈亏变化是一致的。这个亏损的减缓在曾经水资源亏损严重的地区，如印度流域、恒河流域、两河流域和海河流域也存在。我们提出了水储量和降水变化的线性关系来改正气候扰动，发现人类活动导致的水资源亏损在很多地区都由于气候扰动而被高估了。中国的水储量变化结果表明:青藏高原（12.1±0.6 Gt/yr）和长江流域（7.7±1.3 Gt/yr）质量积累迅速，可能是地下水、湖泊、水库和构造运动导致的;黄淮海辽流域(-10.2±0.9 Gt/yr)、雅-怒-澜沧江流域(-15.0±1.1 Gt/yr)和天山（-4.1±0.3 Gt/yr）是由于地下水开采和冰川融化质量亏损所致。　　3)亚洲高山区的冰川质量变化　　我们提出了一个新的空间域反演方法，利用十年卫星重力数据研究了亚洲高山区的冰川质量变化。我们发现亚洲高山区的重力变化主要包含三种信息源，其中两种是已经认识的冰雪融化（-35.0±5.8 Gt/yr）和印度北部地下水亏损（-30.6±5.0 Gt/yr），第三种是青藏高原内部正信号(+30 Gt/yr)。我们还发现帕米尔和喀喇昆仑地区的冰川呈现5年周期波动，可能受北极涛动和南方涛动的共同影响。天山冰川的融化速率结果表明，在2003～2014年间卫星重力的观测结果是-4.0±0.7 Gt/yr，2003～2009年间激光测高的观测结果是-3.4±0.8 Gt/yr，两者基本符合。　　4)青藏高原东缘构造运动　　地震学和大地电磁学等地球物理观测认为青藏高原东缘的深部地壳可能部分熔融，因而比上地壳流动更快。但是，现在仍然不知道深部地壳的流动速度究竟有多快。我们用现代大地测量方法，即卫星重力和GPS来约束地壳形变，并进行了模拟研究。结果显示有两种模型可以解释这里的观测值，第一种是下地壳流模型，即中下地壳的运动速度是上地壳的330％～670％、地壳明显增厚;第二种是对流移除与下地壳的混合模型，即莫霍面上升且下地壳流动速度是上地壳的130％～250％、地壳厚度不变或轻微增厚。