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水资源短缺已成为事关社会可持续发展的重大问题。长江流域是中国第一大河、世界第三大河流,其丰富的水资源量对维持人民健康福祉和社会发展稳定具有重要的意义。在全球气候变暖与人类社会发展的双重影响下,长江流域面临着水资源退化、水旱灾频繁、生态与环境恶化等问题,同时面临着由“大开发”向“大保护”转变带来的新挑战。因此,量化评估长江流域历史时期产水情况,明晰其产水变化驱动机制;预测长江流域未来产水量,评估其水资源脆弱性,对水资源的开发利用、规划与可持续应用具有重要理论意义与参考价值。本研究首先构建气候、土地利用、土壤等基础数据库,通过使用In VEST（Integrated Valuation of Ecosystem Services and Trade-offs）生态系统服务和权衡的综合评估模型,对长江流域2000～2015年生态系统产水服务进行量化评估。在基于历史基准期模型参数验证的条件下,对四种不同的社会经济（Shared Socioecnomic Pathways,SSPs）与气候（Representative Concentration Pathways,RCPs）耦合变化情景下的未来产水量进行预测评估:SSP1-RCP2.6（可持续发展路径-低辐射强迫情景）、SSP2-RCP4.5（中间路径-中等辐射强迫情景）、SSP3-RCP7.0（区域竞争路径-中高辐射强迫情景）、SSP5-RCP8.5（化石燃料驱动路径-高辐射强迫情景）;其次,构建多元线性回归模型,分析气候、土地利用、社会经济和景观格局因子变化与流域产水量变化的响应关系;然后,基于指标评价法,构建水资源脆弱性评价体系,评价长江流域水资源脆弱性等级。最后,结合研究结果,为长江流域水资源管理和应对社会经济-气候变化提出适应性对策与建议。本文的主要结果与结论如下:（1）2000～2015年,长江流域的产水量总体呈现增加趋势（10%）。其中,2000～2005年,呈现小幅度的减少趋势,2005～2015年呈现增加趋势。2000年、2005年、2010年和2015年总体积产水量分别为12003.7亿m~3、11360.9亿m~3、12881.7亿m~3、13194.4亿m~3,平均产水深度分别为764.77 mm、705.23 mm、861.27 mm、915.54 mm。产水量由长江流域的东南部地区向西北部地区逐渐递减。2000～2015年产水量变化涉及整个流域,大部分子流域变化率在-20%～20%。产水量增加区域主要分布在长江流域的东南部,产水量减少区域主要分布在长江流域的西北部。（2）2000～2015年,降雨量对产水量的变化起主导作用,贡献率为72.4%。与长江流域产水量变化呈现正相关性的因素包括:平均降雨量、城市用地面积、未利用地的聚散性（Interpersion juxtaposition index,IJI）和耕地的平均形状指数（Mean Shape index,SHAPE＿MN）;与长江流域产水量变化呈现负相关性的因素包括林地的最大斑块面积（Largest patch index,LPI）、城市用地的平均斑块面积（Mean patch size,AREA＿MN）、耕地的斑块数量（Number of patch,NP）和人均国内生产总值（Gross Domestic Product per capita,GDP per capita）;社会经济因子主要通过与平均降雨量、ET0（Evapotranspiration,ET0）、林地的面积以及林地的最大斑块面积间的交互作用来影响产水量的变化。其中,社会经济因素间与林地的面积和林地的LPI对产水量变化的交互作用明显:1)与林地的交互作用表现为在低人均GDP（低于30000元）下,促进产水量的增加（k=9.97）。在高人均GDP（高于30000元）下,对产水量有抑制作用（k=-4.93）;2)与林地的LPI的交互作用表现为在低人均GDP（低于30000元）下,对产水量产生抑制作用（k=-45.27）。在高人均GDP（高于30000元）下,有利于产水量的增加（k=39.90）。（3）以2015年为基础情景,四种未来社会经济与气候变化情景下,除2100年的SSP1-RCP2.6情景下的产水总量保持不变外,长江流域未来2050年和2100年产水服务功能均降低。2050年的SSP3-RCP7.0情景下的产水量减少幅度最大（10.61%）,是因为该情景下,降雨减少幅度最大（4.25%）。2100年的SSP1-RCP2.6情景下的产水功能最强,是因为该情景下降雨量增加幅度最大（3.77%）。除此之外,2100年SSP5-RCP8.5情景下的产水量减少幅度最小（1.52%）,是因为该情景下,城市用地面积增加幅度最大,且降雨量的增加幅度较大,分别增加了95.82%和3.47%,但温度上升幅度也最大（4.65℃）;产水量空间变化范围广,变化率主要集中在-20%～20%。与历史时期空间变化格局不一致,产水量增加的区域主要分布在长江流域的西北部,减少的区域主要分布在长江流域的东南部。四种情景下,子流域16、33（太湖附近）产水量减少的最为严重,减少率大于40%。（4）自然环境脆弱性和社会经济脆弱性综合分析表明,2015年,长江流域的水资源脆弱性等级总体为轻度脆弱,西北部脆弱性等级高于东南部脆弱性等级。相较于2015年,未来四种情景下的水资源脆弱性整体变化幅度较小,变化区域主要集中在以太湖为中心的子流域,脆弱性等级由历史期的轻度脆弱上升为比较脆弱。本研究中,通过与公报记载数据对比,验证了InVEST模型对长江流域生态系统产水服务评估结果的合理性,证明了In VEST模型在中国研究尺度的适应性。在基于历史期验证的前提下,研究评估了未来长江流域的产水服务和水资源脆弱性。研究表明:从历史期到未来期,长江流域生态系统产水功能先增强后减弱,以太湖为中心的子流域水资源脆弱性等级上升。产水功能既受到自然因素（气候、土地利用）的影响,又受到人为因素（景观格局、社会经济）的影响。基于产水模拟与水资源脆弱性等级评价结果综合提出了长江流域水资源管理建议为:1)优化水资源科学配置（洪水期蓄水、枯水期放水、跨流域调水）,以应对水资源时空分布不均匀的问题;2)提倡耕地集中管护机制,实现增强产水功能与优化土地规划双赢目的;3)采取适应性对策,重点防范以太湖为中心的子流域水资源脆弱性。本研究丰富了长江流域水生态研究体系,为长江流域水资源应用、管理与规划提供了科学依据。