近年来随着北川河流域社会经济的快速发展,地区水资源短缺、水生态安全等问题日益严重,水资源供需矛盾加剧等严重影响了区域内社会经济的健康稳定发展。以此为背景,本研究以北川河流域为对象,基于不同空间尺度上流域内1961～2017年共57年的气象、水文数据以及土地利用和地质地貌数据,在土地利用变化的基础上分析北川河流域景观格局特征变化,探讨流域水文过程驱动因素,进而研究了气候变化和人类活动对径流的影响,并对森林植被与流域径流的关系作了进一步分析。旨在为提升区域水资源、改善生态环境安全提供理论依据与科学手段,本研究的主要结果如下:(1)研究期内北川河流域降水、气温和潜在蒸散都呈增加的趋势,季节性分配不均匀,雨热同期;流域内部从西北到东南气温和潜在蒸散逐渐增长,降水量趋于减少。流域主要的土地利用类型为林地、草地和耕地,合计占流域总面积90%,1990、2000和2010年三期土地利用显示林地和草地面积都有所增加、耕地面积减少,同时流域内部硖门子流域的水域面积明显增长,不同子流域的耕地转化为林地和草地的规模也存在着差异;北川河流域景观多样性和复杂度增加,聚合度加大景观之间连接紧密,耕地景观斑块之间连接趋于松散,林地和草地斑块的内部聚集加强。(2)在研究期1961～2017年内,北川河流域年平均径流呈现下降态势,在1972和1989年径流发生突变,流域上游年平均径流量要大于下游;子流域中朝阳只在1989年径流发生突变,硖门子流域径流多次突变波动剧烈。径流的敏感性分析表明降水和潜在蒸散每上升10%,会导致流域内径流增加17.9%和下降7.9%,朝阳子流域内径流对降水和潜在蒸散的敏感性系数在流域内部最高;降水与潜在蒸散对径流的敏感性系数?_P和?_E _P与径流系数Q/P有显著负相关关系,揭示降水较少即越干旱的地区,流域内径流对降水和潜在蒸散的变化就越敏感。(3)影响北川河流域径流过程驱动因素贡献率从高到低主要为土地利用因子(66.61%)、气象因子(16.06%)、地形因子(11.57%)和形态因子(5.77%),林地、草地和耕地三种土地利用类型对流域多年平均径流的累计贡献率超过60%,此外多年平均降水对径流的贡献率也较高,表明北川河流域森林植被与降水等气象要素的变化是驱动流域径流改变的主要动力。(4)根据流域径流突变的时间点把研究期分为突变前的基准期和突变后的变化期,变化期内降水、温度和潜在蒸散增加,径流减小;在径流变化的过程中,气候变化对其有增加的作用,而人类活动通过直接和间接方式减少径流,在流域径流变化中占主导作用,贡献率约70%;流域内部以桥头子流域人类活动对径流的影响最大,黑林最小。(5)森林植被具有减少年径流的作用,北川河流域内每1%比例林地、草地和耕地面积的增加分别可以减少径流1.39mm、1.26mm和1.04mm;温暖湿润的地区森林植被影响径流的能力愈强,越干燥和寒冷的区域森林植被对径流的影响力愈小。另外森林植被的增加可以起到调节区域径流的作用,流域丰水期径流量呈下降趋势且波动显著,枯水期径流整体保持平缓,在2003年后一段时间有所增加后又维持稳定;流域森林覆盖率的提升可以起到削减洪峰流量、延缓洪峰形成时间和延长洪水历时的作用。