在全球气候变暖的背景下,高寒地区的下垫面变化及其对水资源的影响是当前生态水文学研究中的热点课题。青藏高原作为“亚洲水塔”,是很多重要河流的源区,研究气候变化影响下青藏高原高寒山区流域植被以及冻土等下垫面因素的变化对水文过程的影响,对流域水资源管理具有重要意义。本论文以黄河源区及格尔木河源区为典型流域,研究了下垫面变化对径流的影响,并定量区分了气候、植被及冻土等不同因素对径流变化的影响。本论文收集了研究区2003-2015年Terra and Aqua/MODIS LAI数据和同期的气象资料,探讨了黄河源区植被物候变化的空间格局,并对气候因子与植被物候特征进行了相关性分析。采用Mann-Kendall趋势检验法和滑动T检验突变点法,分别对黄河源和格尔木河源流域的年径流进行了分析并划分了年际变化时段。结合下垫面的变化特征,建立了Budyko模型参数的半经验拟合公式,在此基础上,运用Budyko模型和修正双累积曲线法(MDMC)方法定量区分了气候与非气候因素(植被、冻土等因素)对径流的影响。研究结果表明黄河源区和格尔木河源区的植被覆盖整体都呈现改善的趋势,冻土则呈现出退化的趋势。黄河源区植被的生长季为5月初到10月初,降水对生长季开始和结束日期的空间格局起着重要的作用,而气温则主要影响着被生长季开始日期的变化趋势。黄河源区径流1965-2015年间整体上呈现出先减小再增加的趋势,格尔木河源区径流同期整体上呈现增加的趋势。定量分析表明黄河源区和格尔木源区气候因素引起的径流变化量都远大于下垫面变化所引起的径流变化量,降水的增加是径流量增大的最主要原因。黄河源区冻土退化使径流减少,植被等其他因素对径流的贡献率极小。格尔木河源区冻土退化使径流减少,植被增加使径流减少。研究结果为黄河源区及格尔木河源区水资源管理提供了有价值的参考。