自20世纪以来气候变暖加剧,青藏高原作为冰冻圈重要组成部分,表现出冻土退缩、厚度减薄、活动层厚度增大等响应,因此将高原腹地长江源多年冻土视为气候变化指示器研究,进行精确的多年冻土制图,分析冻土变化及其水文响应对认识寒区冻土水文现状以及响应机理意义重大。以往冻土制图工作依赖于实测调查,局限于人力物力及区域情况。本文依靠计算机技术,基于气象数据及遥感数据对青藏高原冻土展开更为精确而便捷的研究,首次利用遥感土地覆盖类型数据,选取冻结指数模型、多年冻土顶板温度模型（TTOP）、年平均地温模型（MAGT）三种模型对青藏高原的多年冻土分布进行了时空变化模拟,并与前人成果图件进行对比分析。运用Stefan公式进行季节冻土最大冻结深度和活动层厚度的时空变化模拟,为工程建设提供较为精确的施工参数;采用钻孔数据对多年冻土厚度及其含冰量进行模拟验证。冻土发育和保存是维持冻土区水均衡的基础,多年冻土层作为隔水层在区域上区分水文地质条件,作为特殊下垫面对径流分配起着重要作用。为探究多年冻土的变化对径流过程造成的影响,本文采用日流量对典型区域长江源分析,运用改进加里宁法计算基流、分析退水指数与多年冻土比例的关系、运用小波分析方法对气候水文要素分析周期特征以及运用累积距平曲线和M-K检验法进行突变检测。研究结果表明:1961-2018年,青藏高原多年冻土呈波动退化状态,面积从146.38×10~4km~2减少至107.68×10~4km~2;三种模型均可以较好模拟多年冻土的分布,TTOP模型最优。多年冻土活动层厚度为0-3m,季节冻土最大冻结深度达50cm-300cm。随着气温升高,活动层厚度平均每年增加0-0.75cm,最大冻结深度平均每年减少3.334cm。青藏高原多年冻土总含冰量为1.272×1013m~3,过去20年的释水量达3.708×1012m~3。自1988年以后长江源多年冻土退化加速,多年冻土面积与退水指数负相关系数达0.91;长江源径流、降水、蒸散发、年最高气温、年最低气温的主要周期时间均在30年左右且变异时间均在2004年左右,年最高气温和活动层厚度主要周期较小且突变年份较其他要素早。本文研究对于探究冻土变化及其水文循环提供了一定的参考价值。