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黑河流域是我国典型的寒旱区内陆河流域,作为对气候变化较敏感的地区之一,该区生态水文过程对气候变化的响应研究还较为欠缺。模型作为探究生态水文过程变化最有效的手段之一,已被众多学者应用。本文对LPJ-GUESS原模型进行修改和调参,利用黑河上中游流域1979-2010年空间分辨率为0.1°（≈10km）的月尺度气温、降水、有效日照百分率以及年尺度的CO2浓度数据驱动模型,进而模拟研究区的植被分布格局、LAI（Leaf Area Index,叶面积指数）和NPP（Net Primary Product,净初级生产力）等生态水文要素,以此来表征流域的生态水文过程;在此基础上,利用RCP4.5和RCP8.5两种未来气候情景数据驱动模型对研究区未来时期（2011-2100年）的生态水文过程进行预测,分析研究区生态系统对未来气候变化的响应。主要结论如下:（1）经参数本地化的LPJ-GUESS模型在黑河上中游流域具有较好的适用性,从植被来看:模型能够准确模拟出研究区的植被类型。从LAI来看:模拟得到研究区LAI与遥感实际反演LAI拟合结果接近,R2=0.78（p<0.01）;冬季误差较大,可能与冬季植被覆盖度偏低有关。从NPP来看:总体模拟结果略大于前人研究成果,上游地区模拟效果优于中游地区。（2）历史时期（1979-2010年）气候条件下的研究区LAI年际变化总体呈递增趋势,年内变化趋势与年内气温、降水变化趋势保持一致。但无论是年际尺度还是年内尺度,LAI对降水和气温变化的响应均有滞后性。模拟得到研究区NPP属于极低生产力地区,年际变化总体呈上升趋势。年内变化与降水、气温变化趋势保持一致,未出现迟滞现象。模拟得到各植被功能型的NPP除两种草类没有明显趋势外,其它均表现为较为明显的上升趋势。（3）未来时期（2011-2100年）气候变化下的研究区年平均气温和年平均降水量都明显增加,且RCP8.5情景的增量均大于RCP4.5情景。从植被来看:两种气候变化情景下的研究区植被分布格局和构成改变明显,但植被类型没有变化。从LAI来看:研究区未来的LAI总体变化呈上升趋势。在RCP4.5情景下,至2070s时期研究区的植被生态系统趋于稳定;而在RCP8.5情景下,黑河上中游流域的植被一直在不断生长扩张。从NPP来看:两种气候变化情景下所有植被类型的NPP较历史时期均有所增加,但不同情景同时期较上一时期的变化趋势和变化幅度有不同,而且除了对环境适应能力较强的BNE的NPP持续增加外,所有寒带植被类型包括BBS和CoH的NPP在21世纪后半叶均有不同程度的减少。