选择西北第二大内陆河黑河流域中上游为研究区,以2000—2015年逐月NDVI数据、月均温和月降水数据、DEM数据和基础地理信息数据为数据源,采用RS,GIS和数理统计分析等方法,从区域尺度和像元尺度揭示区域NDVI时空变化格局及其与气候的关系。结果显示:1)2000—2015年,黑河流域中上游NDVI总体上呈现增长趋势,其中夏季的增长速率最大,明显高于春季和秋季;NDVI快速增长区主要位于中游地区黑河干流两侧的绿洲地带;NDVI显著下降区位于张掖市市辖区、酒泉市市辖区以及其他县城所在地;2)夏季NDVI与降水相关性较高,而春、秋季NDVI与气温相关性较高;夏季NDVI与夏季降水的显著相关性主要体现在远离黑河干流的大片低覆被草地、戈壁以及荒漠,而邻近黑河的人工绿洲地带NDVI与降水没有显著相关性;3)NDVI响应降水的时滞效应较明显,夏季NDVI对降水的响应普遍存在1个月的时间滞后,最长能滞后2个月。研究结果可以为区域植被恢复和生态系统管理提供参考。