长江流域水循环变化复杂，受人类活动与气候变化的共同影响。监测和理解长江流域的蒸散量、水储量、径流量等季节性和年际时空变化，对于理解人口密度增长受夏季风影响的长江流域水循环至关重要，以及有助于指导农作物种植和森林植被保护，提高水资源利用效率。然而大时空尺度的实测数据非常有限，卫星重力和遥感观测为水循环监测和研究带来了新的机遇。本论文联合卫星重力(GRACE)、遥感、气象、陆地模型等多种数据研究和理解长江流域水循环及影响因素。论文主要研究内容和成果概括如下:　　(1)利用2002/08～2016/12GRACE数据扣除泄漏影响得到长江流域水储量变化，分析其时空变化和变化趋势。结果表明在此期间长江流域水储量变化增速为0.13+0.12cm/yr。水储量变化大的区域，泄漏改正后三峡库区水储量变化由约10mm/yr变为15～20mm/yr，呈现更大的空间异质性。同时利用多种气象数据从气候影响和人类活动角度深入研究长江流域水循环变化特征和影响因素。降水量和水储量变化在空间和时间都具有很大的相关性，水储量变化延迟1至2个月。上游源头温度是影响水储量变化的主导因素。温度升高趋势加速了上游高山冰川融化，使水储量变化具有积累趋势。而且三峡工程的蓄水也导致水储量增加趋势。另外，ENSO(El Ni(n)o-Southem Oscillation，ENSO)是长江流域水储量变化的主要影响因素。　　(2)利用GRACE数据反演的水储量变化监测长江流域季节性趋势和干旱。长江水储量春夏秋冬增速分别为0.32、0.46、0.53和0.26cm/yr，且监测出2006年和2011年春夏秋冬均出现干旱。并进一步估计GRACE相对水储量指数和非季节性变化，结果表明GRACE相对水储量指数和非季节性变化与干旱指数的趋势基本一致，且GRACE非季节性变化与干旱指数趋势更一致，表明GRACE相对水储量指数和非季节性变化可很好地监测干旱。结合Ni(n)o SST3.4Index多变量指数，GRACE非季节性变化表征了ENSO事件影响下的气候异常导致长江流域的干旱事件，即当拉尼娜阶段，延后数月出现干旱。　　(3)利用GRACE重力卫星数据分别估计长江流域全流域、上游、中游和下游的蒸散量变化。GRACE数据基于水平衡方程获得的长江流域蒸散量长时序动态变化与地表水文模型和遥感数据蒸散量变化高度一致，相关系数均大于0.84。GRACE估计的蒸散量长期项变化趋势为0.79mm/yr，空间变化趋势与水文模型和遥感数据基本一致，但相比遥感数据略高。此外，GRACE估计的蒸散量反映长江流域的蒸散发量时空分布更敏锐，其中蒸散量出现两个峰值（6月和8月），与长江流域的水文特征相符，验证了2006和2011年干早年的事件。蒸散量季节变化空间分布表明，夏季最高，春季次之，秋冬季偏低。夏季除上游高原地区较低，全流域都偏高;春季，中下游较高;秋冬季，全流域都偏低。季节空间分布还反映三峡大坝的建成对三峡地区具有一定的影响，蒸散量增加。降水量对GRACE估计的蒸散发量影响最大(全流域相关系数为0.85)，地表温度也有很大的影响(全流域相关系数为0.84)，其次是太阳短波辐射(全流域相关系数为0.73)，土壤湿度为中度影响（全流域相关系数为0.45）。长江中下游的蒸散发量受降水量影响较大(相关系数为分别为0.84和0.86)，长江上游蒸散发量受温度的影响较大(相关系数为0.77)，长江中游则受太阳辐射控制（相关系数为0.71）。　　(4)利用GRACE数据估计的水储量变化联合TRMM、GPCC降水数据、GLDAS蒸散量数据和MODIS蒸散量产品，通过水平衡方程估计长江流域2002年8月至2016年8月全流域、上游、中游和下游径流量变化。长江流域径流量长期变化为0.40mm/yr，径流量变化基本在25mm值上下波动，径流量下游大于中游，中游大于上游。下游形成了径流量动态变化大，低值略低和高值较高的特征。通过Mann-Kendall非参数检验法对GRACE水平衡方程推导的径流量数据进行全流域、上游、中游和下游的2002年至2016年四季变化突变检测。对比各分区春季的径流量变化趋势，长江下游变化趋势最大，中游次之，上游最小;夏冬季，中游变化趋势最大，下游和上游次之;对比各分区秋季的径流量变化趋势，长江中游变化趋势最大，下游次之，上游变化趋势最小。线性回归分析结果表明降水量和蒸散发量是长江流域径流量的主要影响因素。水储量流量变化在中游对径流量影响较大(R=0.78)，但在上游和下游影响甚微;降水量蒸散发量在中游对径流量影响最大（R=0.96），其次是下游(R=0.89)，影响最小的是上游(R=0.73);土壤湿度在中游对径流量的影响最大（R=0.73），其次是下游(R=0.64)，影响最小的是上游(R=0.49)。