黄河上游是黄河流域主要产水区,近几十年来剧烈的气候变化和人类活动影响,使黄河上游径流持续下降,水文循环过程发生不同程度恶化,给区域水资源系统和生态系统的可持续发展带来很大压力。不少学者对黄河上游的径流变化研究多基于单一的数理统计方法,缺乏多时间尺度的对比研究来探索区域水文系统的变异特征及其复杂性,难以量化区域气候变化和人类活动在不同时间尺度下的贡献率及其驱动机制。本研究采用黄河上游干支流12个水文站长序列径流数据,运用Mann–Kendall趋势和突变检测方法对该区域径流变化特征进行分析,采用灵活样本熵及其改进的多尺度熵对该区域不同时间尺度的径流复杂度进行研究,提出量化气候变化和人类活动对径流复杂度变化贡献率的方法,揭示不同时空尺度的径流复杂度变化驱动机制,以期为变化环境下黄河流域的水资源管理和水安全对策制定提供参考依据。本研究主要结论如下:(1)黄河上游径流变化趋势时空差异显著。年、汛期和夏秋径流均呈下降趋势,非汛期、冬春两季径流呈现整体上升趋势,湟水民和站上升趋势最显著。20世纪90年代后,气候变化和人类活动使径流年内分配趋于均匀。(2)黄河上游年、汛期和非汛期径流复杂度呈整体上升,源区吉迈站和民和站径流复杂度呈局部下降的趋势。枯水期复杂度在干流区兰州站、循化站、贵德站,支流享堂站显著上升,支流民和站和折桥站显著下降,其他站点变化不显著。干流区春冬两季径流复杂度上升,夏秋两季径流复杂度下降;支流区间径流复杂度上升最显著的是秋季,下降最显著的是夏季。人类活动是引起干流贵德站至兰州站和支流湟水民和站实测径流复杂度变化的主要因素,其年、汛期和非汛期、枯水期与非汛期的实测径流复杂度呈现分阶段变化的特点。(3)以1986年为基准期和变异期的分界点,1986年以后,气候变化和人类活动对黄河上游径流的影响时空差异显著,气候变化主要影响汛期、丰水期和夏季径流,人类活动主要影响非汛期、枯水期和秋冬两季径流。气候变化是影响源区吉迈站至唐乃亥站、大通河享堂站、洮河红旗站和大夏河折桥站径流变化的主要因素;人类活动是影响干流贵德站至兰州站、支流湟水民和站径流变化的主要因素,干流区主要受到梯级水库的影响,湟水主要受到水利工程的开发和下垫面变化的影响。(4)基流是影响黄河上游上段径流变化的一个重要因素,其年径流、非汛期、枯水期、秋冬两季径流主要依靠基流补给,近几十年来受气候变化和人类活动的共同影响,该区域产流能力和水源涵养能力下降,引起基流量下降,最终驱动径流复杂度发生变化。