作为中东部最重要的水源涵养地和防风固沙带,北方农牧交错带是我国“三屏两带”生态格局主体构建的关键地带,其生态状况直接关系着我国北方乃至全国的生态安全。然而,水资源匮乏导致的发展滞后性和生态脆弱性已然成为影响北方农牧交错带稳定脱贫和“守住自然生态安全边界”的关键短板。目前,该区大力推进退耕还林还草、三北防护林等生态修复工程已有二十余载,以植树造林为主的生态修复方式对当地下垫面（植被）变化以及水资源变化仍然缺乏全面的揭示。北方农牧交错带水资源禀赋不足,而水资源是地区经济发展以及生态安全的重要资源要素。因此,明确大规模地植树造林对当地水资源量的影响对于当地的生态管理、水资源可持续利用等具有非常意义。本研究以北方农牧交错带为例,借助MODIS NDVI数据、土地利用数据和多源气候数据,基于InVEST模型和Sen+M-K趋势分析法,揭示了北方农牧交错带近20年（2000—2019）的植被、气候和产水量（产水服务）时空变化;通过新建立的情景分析评估框架量化了人类活动（植树造林）和气候变化对产水量的具体贡献,并预测了生态修复对产水量的未来影响。主要结论如下:（1）近20年北方农牧交错带林地扩张、草地退化非常显著。在大规模的生态修复工程实施以来,研究区林地转入面积高达23 360 km~2,主要为旱地（6 700km~2）和草地（15 900 km~2）的转入;林地净增加面积约7000 km~2,耕地、草地净减少面积约为6 000 km~2。草地垦殖现象严重,草地到旱地的流入约为17 000km~2;草地退化明显,其中高覆盖度草地区域退化为低覆盖度草地区域的面积约13 500 km~2。（2）近20年北方农牧交错带植被在显著“变绿”。2000—2020年北方农牧交错带NDVI增长趋势为0.00623/a（p＜0.05）,95%的区域在“变绿”;极显著（p＜0.001）变绿（NDVI＞0.01/a）的区域占研究区的16%,约77 000 km~2,主要分布在陕（42.00%）、甘（17.40%）、宁（12.39%）地区。（3）近20年北方农牧交错带趋于暖湿化、产水服务增强。2000—2019年该区多年平均降水量、实际蒸散量和作物参考蒸散量分别为418 mm、321 mm、981 mm,对应的变化趋势分别为3.46 mm/a、1.49 mm/a和-0.81 mm/a;年均产水量约为97 mm,增长趋势达到1.96 mm/a（p=0.086）。（4）土地利用变化无法独立地决定产水量增加或减少,这还取决于气候格局的分布,也即,气候和土地利用的综合影响决定了产水量的增减;气候条件对产水总量大小起决定性作用,相对于土地利用变化（12%）,气候变化对产水量变化的贡献率达到88%。（5）植树造林削弱了生态系统产水能力。在空间趋势上,造林区比非造林区产水量少1.47 mm/a,这种差异具有一定的显著性（p=0.11）;在一定区域内,还林、还草后产水量比还林、草前少30～50 mm。