近年来,气候变暖及高强度的人类活动对西北干旱、半干旱地区的水文循环影响越来越大，积极开展气候变化和人类活动（土地利用）对河川径流的影响，对变化环境下的流域水资源合理开发利用及优化配置，都具有十分重要的科学价值和战略意义。本文以西北典型的干旱、半干旱地区渭河流域为研究对象，基于生态水文过程的研究策略，分析流域水文气象演变规律及土地利用变化特征；采用SWAT分布式水文模型模拟流域的生态水文循环过程，结合改进的径流归因识别方法，定量分离流域历史径流演变的归因贡献率；通过设置不同的气候和土地利用变化情景，模拟研究径流对气候和土地利用变化的响应过程。主要研究内容和成果如下：　　（1）应用Mann-Kendall法和滑动t检验，分析了渭河流域水文气象特征。结果表明，流域多年平均降雨量呈逐年减少趋势，多年平均气温呈逐年增加趋势，多年平均径流量呈显著性递减趋势；降雨除林家村以上在1990年发生突变外，其余各区间不存在突变年份，气温发生突变的时间主要集中在90年代初，径流发生的突变时间主要集中在70年代初及80年代中期到90年代初两个时段。　　（2）基于土地利用转移矩阵理论，分析了渭河流域近20年的土地利用变化特征。结果表明：流域主要土地利用方式为耕地、林地和草地，三者的面积之和约占到流域面积的98％，总面积变化不明显，但相互之间的转移频率较高；其余土地利用类型所占面积较小，但总面积变化剧烈，都主要转化为耕地类型。　　（3）渭河流域SWAT分布式水文模型的构建。将渭河流域划分为95个子流域和447个水文响应单元，采用人机结合的方式对渭河流域五个水文站的月径流参数进行了校准和验证；结果表明：渭河流域各水文站月模拟流量过程与实测流量过程均拟合较好，相关系数R2>0.6、纳什系数Ens>0.5和相对误差Re<20%，均满足要求，成功将SWAT模型在渭河流域进行了本地化构建。　　（4）基于SWAT模型模拟结果，采用改进的径流归因识别方法，分析了气候变化和人类活动对径流的影响。与基准期（1978-1986年）相比，90年代气候、土地利用和其它人类活动对各站径流减小的贡献率分别约为75%、10%和15%。00年代气候、土地利用和其它人类活动对渭河流域中上游径流减少的贡献率分别约为60%、10%和30%；对渭河下游（华县）径流减少的贡献率分别约为40%、-3%和60%，状头径流减少的贡献率分别约为50%、40%和10%。　　（5）通过设置不同的气候和土地利用变化情景，分析了径流对气候和土地利用变化的响应关系。年平均径流与气温呈负相关系，与降雨呈正相关关系；月平均径流与气温的响应关系不稳定，与降雨呈正相关关系；气温在1℃范围内波动，径流变化幅度均在3%以内；降雨增加/减少5%，径流约增加/减少10%~15%。降雨增加/减少10%，径流约增加/减少20%~30%。林家村和咸阳站的年平均产流量为耕地>低草>灌木>高草>有林，华县站为耕地>高草>低草>灌木>有林；张家山站为耕地>高草>低草>灌木>有林，状头站为有林>灌木>耕地>高草>低草。