在全球气候变化的背景下水土资源问题受到广泛关注,景观格局和生态过程的研究是生态学研究的重点,水文过程的尺度效应研究是目前研究主要方向之一基于ArcGIS平台下ArcSWAT模块,本文以汉江上游流域(安康水文站以上地区)为研究对象,利用数字高程模型、气象、土壤和土地／覆盖等数据构建的汉江上游流域水文过程模型。首先分析不同集水阈值对水文特征提取及其对水文过程的影响,确定模型最适集水阈值；其次分析DEM和土地利用的粒度变化对数据自身表达产生的影响,进一步探讨多尺度DEM和LUCC数据粒度变化对水文过程影响的敏感性并揭示其规律,为水文过程研究的尺度转换提供依据；最后,构建汉江上游高精度水文过程模型,利用SWAT-CUP软件对模型进行参数敏感性分析和率定,对模型的适用性进行验证,并对该地区进行近40年降雨-径流关系的时空变化分析,揭示降雨对水文过程的重要性。主要研究内容和结论如下：(1)子流域划分及水文过程分析结果。集水阈值越小,子流域划分个数越多,增加水文响应单元破碎性,模型计算效率低,但对出水口的径流量和含沙量影响不明显。40000hm2集水该阈值保证河道基本特征和水文过程模拟的准确性,是汉江上游流域的模拟最佳阈值。(2)地形尺度分析结果。对比流域面积不同的三个流域地形特征发现,随着采样单元面积的不断增大,三个流域地形特征变化规律一致,高程最大值和高差趋于减少,最小值趋于增大,流域的平均高程和标准差分别呈现缓慢的增加和减小趋势。最大值坡度、平均坡度和坡度标准差均呈现减小的趋势。270m分辨率的DEM的地形特征与30mDEM位移最小,是地形的特征尺度。(3)地形尺度水文过程分析结果。随着DEM采样网格面积的增大,小流域产沙量采样网格从30m到1020m水平呈现下降趋势与平均坡度相关性极显著,可控制性。汉江上游产沙量和径流量都呈现波动时下降趋势,当网格在30m-270m水平,粒度变化对水文过程影响的规律性明显,可以利用一定的数学模型进行概括,对水文过程的研究DEM分辨率可以上推270m。(4)不同分辨率LUCC格局分析结果。在分辨率30m-300m水平下采样时,各斑块面积大小变幅较小,均呈微小波动。聚集度降低明显,Shannon多样性指数呈现微小的波动,面积加权分维数在分辨率为300m的时候面积加权分维数与30m时相近,在120m时由于波峰。当采样网格大于300m水平时,重采样时栅格象元面积越大,图斑边界和面积差异就越大,面积变化具有不确定性。面积加权分维数不断下降,聚集度区域平稳,Shannon多样性指数放大式波动,土地利用类型明显不均衡。(5)不同分辨率LUCC水文过程分析结果。采样网格在30m-300m的水平下,汉江上游地区土地利用格局变化相对较弱,对水文过程的影响不敏感。采样网格大于300m时,土地利用格局变化变化相对明显,但其变化模式对水文过程比较复杂。整体上,土地利用数据粒度变化对SWAT模型的水文过程模拟影响较弱,SWAT模型适用于大时间和空间尺度的土地利用变化分析。(6)构建汉江上游地区SWAT模型采用高精度数据,选择1999年-2004年为模型率定期,利用GLUE模型进行SWAT模型参数敏感性分析,并进行校正,模拟结果较好(R2=0.85,Ens=0.78,RSR=0.46)。提取2005年-2010年出水口径流数据与安康站的实测数据进行验证,相关性系数R2为0.87,Ens和RSR分别为0.95和0.22,参数均在要求范围内且为优质解,说明模精度高,模拟结果可信赖。(7)降雨量是整个水文过程的动力来源,在不同尺度上其影响很明显。流域内年均降雨量空间分布处于680-1412mm,基本上呈现南高北低的态势；各子流域的年均径流深高低分布与年均降雨量空间分布一致,且高低极值区域相同,径流深最高为668mm,最低为133mm。各子流域年均径流深年际变化强烈于降雨量,该地区径流量的变化影响因子不仅仅是降雨量主导的,还有其他因子在干扰其变化。论文特色在于：以往尺度研究中,粒度变化区间过大且变化范围较小,本文分别从30m为数据源,利用最邻近采样方法重采样成栅格单元为60m、90m、120m、150m、180m、210m、240m、270m、300m、360m、420m、480m、540m、600m、660m、720m、780m、840m、900m、960m和1020m共22个尺度下分别对DEM和LUCC数据进行景观格局分析,并进行水文过程模拟和输入数据敏感性分析,弥补了景观生态学研究中粒度变化的不足,为水文过程研究的尺度转换提供依据。景观格局往往仅研究格局本身数量和配置变化,并未深层次研究格局变化带来的生态意义。本文着眼于景观格局和生态过程的研究,基于ArcGIS平台下的ArcSWAT模块进行水文过程模拟,分别分析地形和土地利用两个重要输入数据对水文过程的影响。