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黄河源区高寒生态系统具有脆弱性和敏感性,近年来受全球变化和人类活动干扰的影响,出现了一系列生态环境恶化的现象,其中冻土环境退化是加快高寒生态系统恶化的主要因素,但目前关于冻土环境变化的研究多围绕冻土工程开展,且野外实测站点稀少且集中,不能满足区域尺度下长时间监测冻土环境变化的需求。同时,冻土环境变化与植被变化的关系研究尚处于定性阶段,缺乏定量分析。因此,本论文针对气候变化下黄河源区冻土环境变化过程及其对植被的影响,利用气象站点实测数据、AMSR-E被动微波遥感亮温数据、GIMMS NDVI和MODIS NDVI等对1982-2014年黄河源区气候变化特征、冻融循环和冻土环境变化、植被NDVI和地表物候时空趋势及植被与冻土环境之间的定量关系进行了系统的研究。结果表明,1982-2014年黄河源区气温、地表温度和降水量呈增加趋势,降水量于2007年由之前减小趋势转向增加趋势,气候状态由“暖干”向“暖湿”转变;确定了 AMSR-E双通道冻融判别算法在黄河源区白天和晚间的阈值,分别为259.59k和250.30k。在2002-2011年间春季融化开始时间和完全融化开始时间分别提前了 3.1±1.4天和2.46±1.4天,秋季冻结开始时间和完全冻结开始时间分别延迟了 0.9±1.4天和1.6±1.1天,完全融化天数增多了5.76±1.1天,完全冻结天数减少了 4.16±2.08天;经过二次校正包括引入Qp模型的双通道算法和逐月回归分析法,提高了 AMSR-E反演土壤水分的精度。黄河源区年平均表层土壤水分在2003-2010年间以0.0012cm3/(cm3·a)的速率呈下降趋势,其中在原来土壤水分较高的区域土壤水分呈下降趋势,而在原来土壤水分较低的区域呈增加趋势;1980-2014年黄河源区冻结指数呈下降趋势,融化指数和融冻比表现为上升趋势,2000/2001年为冻融指数的突变年;根据黄河源区土地利用类型确定了 Stefan公式中的关键参数E,并利用该公式估算了黄河源区平均冻结深度为1.52m,1980-2014年平均冻结深度以0.0093 m/a的速率逐渐减小;黄河源区植被平均NDVI呈东南部高西北部低的空间分布态势,1982-2014年以0.006/10a的速率呈增加趋势;植被返青期和枯黄期开始日期均呈提前的趋势,生长季长度呈缩短趋势。黄河源区植被变化对冻土环境的变化具有时空响应,其中植被类型分布与所处冻土环境的水热特性具有空间相关性;冻融循环不同阶段的开始时间和持续天数影响了植被物候变化;植被NDVI与地表温度和表层土壤水分呈正相关关系,与冻融相变水量负相关,其中在低温期地表温度对植被NDVI的影响较大,3月和7月的地表土壤水分对生长季期间NDVI的影响最大,春季冻融相变水量对年均NDVI的影响最大;植被NDVI与冻结指数和冻结深度呈显著负相关关系,与融化指数呈正相关关系,即随着土壤冻结程度变弱和冻土深度变浅,植被NDVI增大。完全冻结天数的长短对植被NDVI的影响显著。综上,黄河源区1982-2014年气温、地温和降水呈增加趋势,并在2007年气候状态由“暖干”向“暖湿”转变。在这种气候背景下冻土环境呈退化趋势,植被NDVI呈略微升高趋势,返青期和枯黄期呈提前趋势,生长季长度呈缩短趋势。温度的升高是黄河源区冻土环境和高寒生态系统变化的主导影响因素,降水的影响较为复杂。