黄河源区是黄河流域的主要水源地和产流域,对中下游地区的用水安全、粮食生产、工业发展和生态环境保护具有决定性意义。源区地理位置特殊,属气候变化敏感区,生态环境十分脆弱且极易受到破坏,干旱和洪水灾害事件频繁。随着全球气候变暖,水安全受到威胁,生态环境恶化,荒漠化加剧,陆地水储量下降,自我修复功能减退,黄河水资源短缺并伴随着生物种群数量下降和多样性丢失等现象。习近平总书记在黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上明确强调,黄河流域是我国重要的生态保护屏障和经济地带,也是我国打赢脱贫攻坚战的重要保障,积极探索富有地域特色的高质量发展新路子,提高经济水平和人口承载力,积极参与共建“一带一路”发展战略,促进形成互利共赢局面,为实现中华民族复兴的中国梦提供政治保障和经济支撑。本文针对黄河源区水安全受到威胁和生态环境恶化等现象,开展了基于多源数据多模型方式对黄河源区水汽运移演变规律及与水文循环要素耦合机制研究,利用数值统计和HYSPLIT后向轨迹模型对黄河源区水汽演变规律和水汽来源及降雨变化过程进行深刻分析,定量定性分析水汽贡献率及降水转化效率,通过陆-气耦合指数ILH、ILCL诊断陆-气间的反馈机制,通过NDVI和FVC指数来评价当地植被覆盖度质量,基于OLS和GWR回归模型判断影响植被覆盖变化的驱动因子,形成基于水汽变化条件下的水循环过程,为合理开发利用水资源量和保护生态环境平衡以及社会稳定可持续发展具有重要的战略意义。本文主要研究成果如下:（1）基于ERA-Interim再分析资料和数理统计法定性、定量分析了黄河源区水汽含量、水汽通量和散度、水汽净收支等变化情况。黄河源区整体水汽含量呈增加趋势,多年总水汽含量为2.36×104kg/m2,近5年内水汽含量增加幅度更快,季节水汽含量呈单峰型态,夏季水汽占全年的71.2%,水汽含量具有明显的周期特性。利用EOF模态描述源区水汽含量的空间分布形态,第一特征向量方差贡献率（92.62%）完全可表征水汽含量空间分布类型,水汽从中部分别向西北和东南延伸过渡,缘于季风所携带的水汽在不同月份、不同区域存在差异导致的。源区降水（降水转化率）呈增加（下降）趋势,多年均值为485.6mm（23.2%）,空中云水资源开发潜力较大,水汽条件是降水的充分条件,降水转化还受到大气中其它诸多因素影响。（2）近年来源区经向（纬向）水汽通量呈上升（下降）趋势,多年水汽通量分别为0.52kg·m-1.s-1和29.71kg·m-1·s-1,表明经向（纬向）水汽通量在增强（减弱）,黄河源区纬向水汽通量减少主要是夏季水汽通量减少导致的。高原水汽纬向（经向）输送通量减少（增加）造成孟加拉湾、印度洋和南海的水汽持续输送至高原地带,有利于高原降水增加。多年水汽通量散度辐合程度增强,源区的东南部和西南部为水汽辐合区,源区中部和偏北为水汽辐散区。经向水汽亏损,为-0.14×107 kg·s-1;纬向水汽盈余,为1.32×107kg·s-1,源区多年平均水汽收支净输入为1.19×107 kg·s-1,约有3.75×1014kg水汽输入至黄河源区上空,全区域表现为水汽盈余状况。按1%开发计算多年人工增雨潜力为3.75×1012kg,源区水汽资源丰富,开发潜力巨大。（3）基于HYSPLIT后向轨迹模型追踪黄河源区夏季降水来源并量化贡献率,夏季1000m、3000m和5000m的有效水汽轨迹数量分别为6254、6209和5989条轨迹,发现夏季水汽输送路径为西南路径、西北路径和偏西路径,水汽贡献率分别为21.0%、34.8%和34.9%,偏西气流占主导地位。偏西水汽路径源于里海,途径帕米尔高原南部、穿过塔里木盆地进入源区上空;西北路径源于哈萨克斯坦的巴尔喀什湖,途径天山山脉并沿昆仑山山脉进入源区;西南路径源于印度洋途径孟加拉湾和缅甸,穿雅鲁藏布江大峡谷过于青藏高原南部进入源区;少量偏东路径水汽源于黄河中下游地区,在东南季风作用下绕过秦岭山脉于甘肃省甘南地区进入至黄河源区。采用Traj Stat模块提取比湿加载至对应轨迹并利用CWT计算经过网格所有轨迹对应的平均水汽浓度值,得出中纬度西风带下的西向气流是黄河源区的主要水汽通道,高海拔水汽（＞1000m）分布密集是研究区主要水汽来源的集中区,降雨主要来源于1000m海拔左右的高空下,二者高度并不一致。（4）土壤湿度近年来呈下降趋势,多年均值为0.23m3/m3,极高（低）值分别出现在2005和2010年,在21世纪初期土壤湿度变化最为明显,土壤含水量波动大,季节变化呈“M”型,整体表现为东高西低的空间格局。黄河源区近年来干旱程度不断加强,表现出变干趋势,整体上出现干湿交替变化过程,干旱程度呈现由东南向西北逐渐加深趋势,干旱等级空间分布与海拔高度具有较好的相似性,季节干旱程度存在差异。通过B-G算法诊断发现气温突变结果早于降水,土壤湿度滞后于降水突变,表明气候变化先于降雨来影响土壤湿度的变化。通过陆-气耦合指数ILH、ILCL诊断陆-气间的反馈机制,土壤湿度-潜热通量形成了正反馈机制,潜热通量和抬升凝结高度间可以通过水汽和能量产生负的反馈过程。黄河源区陆-气耦合强度明显,二者间形成了双向正反馈机制。（5）采用MOD13A3卫星遥感数据,基于NDVI和FVC指数评估黄河源区植被覆盖质量,建立植被指数法和像元分解模型相结合模式—植被覆盖度遥感监测模型来估算源区植被覆盖度。近年来黄河源区植被覆盖度空间表现上升—下降—上升的变化趋势,黄河源区多年NDVI均值呈增加趋势,表明在黄河源区其植被覆盖度不断增加,植被状况得到改善,多年均值为0.64,整体上黄河源区植被属于中上分布程度。在空间上呈现出自东南向西北方向递减格局,东南部NDVI最大,西北部NDVI最小,东、西部分布差异明显,随着海拔升高,植被覆盖度降低。多年中、低植被覆盖度存在区域较少,分布在西北地区,东部和西南区域属于较高覆被。低覆被和较高覆被显著性变化趋势更明显,源区植被覆盖变化发展趋势良好。不同时期内黄河源区植被稳定性趋势大体一致,较强、较弱稳定性植被所占面积极少,大多数以轻度退化和轻度改善为主,不同程度的稳定性有所差异。利用OLS和GWR回归模型对影响植被变化的驱动影响因素进行分析,并对两种回归模型的拟合效果进行模型差异和精度评价。GWR模型调整后的拟合优度R2为0.72和0.45,且GWR残差模型Moran’s I值为均小于OLS模型,GWR模型拟合效果较好。NDVI的拟合效果优于FVC,NDVI更能代表黄河源区植被覆盖空间演变规律。影响黄河源区植被覆盖度变化因素主要有水汽含量、气温、降雨、人口和土壤湿度,它们的贡献率分别是26%,24%,22%,19%和-11%。