草地是最常见的植被类型之一,总面积占世界陆地表面积的20%,在生态安全和全球气候变化中起着关键作用。在中国,由于全球变暖、人口增长和土地利用过度,约90%的草地总面积在一定程度上退化。青藏高原具有独特的下垫面条件,平均海拔4000m以上。青藏高原被称为地球的“第三极”,对保障中国水安全和生态安全具有重要作用。草地是青藏高原中的主要植被类型,由于该地区生态脆弱性和高寒的自然条件,青藏高原中的草地生态系统对气候变化和人类活动极为敏感。草地覆盖度变化在不同程度上影响了产汇流的过程。虽然有研究表明草地覆盖变化是影响水循环和水资源分布时空变化的重要因素,但对草地覆盖特征与径流产生或过程之间的定量关系知之甚少。因此,更好地了解草地覆盖变化如何影响流域水文过程是水资源规划、管理和可持续发展的关键问题。本文选取青藏高原-那曲流域作为研究区域。在识别气候变化下草地演变特征的基础上,基于室内控制试验,开展了不同草地覆盖度、雨强、坡度下地表产流和壤中流规律分析,着重分析了不同草地覆盖度下的土壤水分运移过程。在此基础上获取关键参数,构建了适用于高寒地区的分布式水文模型。通过设置草地退化情景,剖析了那曲流域草地演变对流域产汇流的影响机理。主要结论如下:(1)那曲流域草地演变基本规律流域植被以草地为主,占90%以上,草地整体呈退化状态,以中轻度退化为主,草地演变时空差异明显。在时间上,草地覆盖1980~2000年呈增加趋势,2000~2015年呈现减少态势,整体上呈现减少的态势。流域草地退化存在明显的时空差异性。在空间上,流域中游草地覆盖均高于上游和下游。(2)基于控制实验分析草地覆盖度变化对产汇流的影响随着草地覆盖度的增加,地表径流和壤中流开始产流的时间渐渐增加,草地覆盖度每增加20%,地表径流和壤中流开始产流时间分别增加19.8%和13.4%。随着草地盖度增加,地表径流累积量减少,壤中流累积量增加。草地盖度每增加20%,地表径流累积量减少4.69%。壤中流累积量增加6.66%。雨强、坡度以及草地覆盖度都是影响径流开始时间和径流量的主要因素,从贡献值来看,雨强>坡度>草地覆盖度。(3)基于室内实验草地覆盖度对土壤水的影响随着草地覆盖度的增加,各土层土壤水对降水的开始响应时间减小,在不同的坡度下,草地下土壤水分增量明显高于裸地,且随着草地覆盖的增加,土壤水分增量越大。在10cm土层,随着坡度的增加,土壤水的开始响应时间越短,在20cm以及30cm土层,土壤水的开始响应时间在坡度的变化规律不是很明显。(4)基于WEP-L模型的草地退化对产汇流的影响构建适用于高寒地区分布式水文模型,设置草地覆盖度变化情景,分析草地退化对流域产汇流的影响。结果表明:草地退化越严重,年径流量越大;草地覆盖度每增加20%,径流量相应减少3.2%。