植被退化及活动层变化对多年冻土区水循环过程的影响，是多年冻土区SPAC体系的十分关键的科学问题。本论文以位于青藏高原长江源多年冻土区的风火山小流域作为实验研究区域，观测实验过程中，针对高寒草甸和高寒沼泽两种草甸植被类型，以不同植被类型的植被覆盖度作为区分生态退化程度的依据和指标。实验过程中选择坡型、坡度、坡向趋于一致的不同植被覆盖程度的高寒草甸和高寒沼泽作为实验样地，并将降雨截留、土壤水分入渗、土壤的蒸发凝结过程、地下水动态等作为研究对象，建立实验观测场。通过分析不同植被盖度下流域气象要素，以及高寒草甸和高寒沼泽降雨截留、土壤水分入渗、土壤的蒸发和凝结过程、地下水动态、径流过程以及活动层温度和水分的分布状况等因素，进而分析总结了植被覆被变化与水循环各因素之间的关系，以及它们之间的相互作用机制，突出了在不同植被退化程度下，高寒草甸和高寒沼泽活动层水循环过程的变化。研究结果表明:　　 一、高寒草地植被的降雨截留:(1)采用质量平衡法对高寒沼泽和高寒草甸两种草甸类型的截留过程进行研究，高寒草甸和高寒沼泽两种植被类型在降雨截留过程中的截留量和截留率都存在着十分显著的差异，高寒草甸的最大截留量和截留率都要远远大于高寒沼泽的最大截留量和截留率，这与高寒草甸和高寒沼泽特殊植被群落结构和叶面特性有关。高寒沼泽的最大截留量为0.27mm，最大截留率为47.4％;高寒草甸的最大截留量为0.58mm，最大截留率为72.9％。高寒草甸和高寒沼泽的截留率和截留量都与降雨强度、降雨量、降雨历时、地上生物量、植被盖度、叶面积指数、气温和风速等因素紧密相关，并且高寒草甸和高寒沼泽的降雨截留量与各因子之间都有较高的相关性。两种草甸类型的截留量的显著差异跟其植被群落结构密切相关。(2)高寒沼泽降雨量与截留量之间存在二次多项式相关关系;高寒草甸降雨量与截留量之间存在幂函数相关关系，呈现正相关关系。高寒沼泽和高寒草甸截留量与截留率之间存在幂函数函数相关关系，呈现负相关关系;降雨强度与截留量之间也存在较好的幂函数相关关系，呈现正相关关系。高寒草甸和高寒沼泽降雨截留量和截留率季节分配存在十分显著的差异。(3)随着植被盖度的增加，在相同的降雨强度条件下，高寒草甸和高寒沼泽截留量也呈现增加的趋势，高寒沼泽的降雨截留量和截留率也随着植被盖度的增加呈现增大的趋势。随着植被盖度的增加，高寒草甸和高寒沼泽的降雨截留量和截留率都有所提高，但高寒沼泽和高寒草甸降雨截留量和截留率随植被盖度增加的幅度存在十分显著的差异，高寒沼泽截留量和截留率随植被盖度增加的幅度，要明显的大于高寒草甸植被。(4)通过对影响高寒草甸和高寒沼泽植被降雨截留的各个因子，进行多元非线性回归分析结果表明，高寒草甸和高寒沼泽的截留量与植被盖度、地上生物量、叶面积指数、降雨强度及降雨历时之间，存在I=k·Veg·Bioa·Rib·Tc函数关系。　　 二、高寒草地水分蒸发和凝结过程:(1)凝结水是多年冻土区重要的补充性水资源，具有十分重要的意义。通过对高寒草甸土壤凝结水的夜间观测数据统计分析，实验的结果表明:青藏高原风火山流域高寒草甸土壤凝结水，主要发生在前一日20:00至翌日8:00的时间区间内，并在翌日早晨6:00～8:00之间瞬时凝结量达到了最大值。0～40cm土壤剖面范围内都有凝结水量的生成，但凝结水形成深度主要集中0～5cm土壤剖面深度范围内，0～5cm也是土壤蒸发过程最为剧烈土壤剖面范围，同时也是土壤水热过程最为剧烈的土壤剖面范围。随着高寒草甸植被的退化土壤凝结水量也随之减小，这是因为随着高寒草甸的退化土壤的植被状况及热力学性质发生了变化，进而影响土壤的凝结过程。凝结水量一部分会耗散于白天的蒸发损失之中，另一部分会被浅根系植被和微生物所吸收利用，这一部分生态水量对于维持青藏高原高寒草甸和高寒沼泽生态系统平衡具有十分重要的意义。(2)土壤凝结水的来源主要有两个方面，一为空气中的水汽;二为包气带水汽在地温梯度的驱动下，沿毛细管向上运移凝结所形成的凝结水量，受包气带“热管效应”影响。并且包气带水汽向上运移形成的凝结水量要显著大于来源于空气中的凝结水。严重退化、中度退化和未退化草甸，包气带中形成的总凝结水的比重分别为:85.3％、73.2％和67.3％，随着高寒草甸的退化来源于包气带的凝结水量呈现增加的趋势;严重退化、中度退化和未退化草甸，空气中水汽形成的凝结水比重则分别为:14.7％、26.8％和32.7％，随着高寒草甸植被的退化来源于空气的凝结水量所占比重持续减少，在DOY260以后来源于空气中的凝结水成为凝结水最主要的来源。(3)气象因子对高寒草甸浅层土壤的凝结水量的形成影响很大:土壤凝结量与地、气温差呈现正相关关系;土壤凝结量与近地面空气湿度呈现正相关关系;土壤凝结水量与降雨量和风速之间呈现负相关关系;凝结水量与土壤表层水分含量呈现负相关关系，凝结水的形成是地-气水热过程共同作用的结果。(4)植被盖度越高，土壤粘粒含量越高，越有利于土壤粘粒对于空气中水汽的吸附。随着高寒草甸植被盖度的增加，0-5cm土壤剖面范围内的凝结水量呈现持续增加的趋势;而5cm以下土层，夜间的土壤蒸发量随高寒草甸植被盖度增加而相应有所减小。植被盖度越高土壤的结构更为疏松、有机质和土壤粘粒的含量更高，导热率更低，更加有利于土壤凝结水的产生。　　 三、高寒草地土壤水分入渗过程:(1)地温对高寒草甸土壤水分入渗过程影响十分明显，地温在0-5℃范围内，饱和导水率随地温的增加而减小;在地温大于5℃的情况下，土壤饱和导水率随地温增加而增大。高寒草甸土壤的初始含水率会显著影响到土壤水分的入渗过程，初始含水量较高的土壤，土壤稳定入渗率相对较低。(2)对影响土壤入渗过程的因子的旋转主成分分析结果表明，影响土壤入渗的因子主要包括:亲水有机胶体团粒的含量因子、土壤质地及其土壤理化属性因子和土壤疏松程度3大因子，其中植被盖度、土壤结构、土壤空隙度、通气性、粒度、容重对土壤入渗过程影响最大，土壤温度在冻融阶段对土壤的入渗过程影响很大。(3)土壤水分的入渗速率和饱和导水率随着植被盖度的增加而明显增大，植被盖度较大的高寒草甸根系在土壤中分布较为密集，疏松的土壤结构易于形成优先流，植被根系也会成为土壤水分下渗的通道，植被覆盖度越高的土壤水分的入渗效率相对越高。　　 四、从研究中发现地下水位与活动层的冻融过程密切相关，与其他非冻土地区相比，冻结过程不仅造成了不透水层，对地下水的运动过程造成影响，并且通过冻结过程将一部分的水量以固态的形式贮存在活动层中，随活动层季节性融化，地下水位随融化深度而变动。活动层冻融过程中，土壤中冰、水共存改变了土壤的水力学性质。活动层的融化过程直接增加的地下水位，并使一部分的水分补给地表径流过程，加剧了河流春汛过程;而在冻结过程中，液态水转化为固态水，降雨、融雪也通过入渗过程补给活动层，并冻结在活动层中，冻结过程不仅将部分液态水以固态水的形式贮存在活动层（冬季某天的冻融过程），并且使整个水循环过程减速。到了完全冻结期，多年冻土区活动层整体冻结，区域活动层不同深度地温均低于0℃，土壤完全冻结，土壤形成不透水层，河流失去冻土融水和融雪的补给，导致河流干涸。(1)冻结层上水位变化与活动层冻融过程密切相关，冻结过程是水位由高低的变化过程，而融化过程是水位由低到高的变化过程，0℃水温一定程度上可以作为水位突变的阈值。(2)河流径流流量特别是汛期流量与高水位时的剧变密切相关。(3)融化过程中水位的突然上升可能来自土壤水位的补给。　　 五、冻融过程对于土壤的涵蓄水量的影响很大，未退化、中度退化和严重退化的高寒草甸在5～6月份是活动层水分的释放的过程，活动层水由固态向液态转换，并将液态水释放于活动层中造成地下水位的抬升和春汛过程。在9～10月份的水量平衡中，未退化、中度退化、严重退化的高寒草甸是活动层的冻结阶段，液态水转化为固态水。从总体上看5～6月份是土壤水分由固态向液态转换的过程，是土壤水分的释放过程。9～10月份固态水量处于积累状态，大量的液态水冻结为固态水然后贮存在活动层之中。活动层的冻融过程使得多年冻土区的水量平衡规律和其他地区相比具有独特性，活动层冻融过程对高寒地区水循环过程影响十分深刻。