全球气候变暖对干旱流域水文循环过程和水资源规划与利用影响甚远。塔里木河源流临近高寒山区,冰川融雪径流是其径流的主要组成部分,出山口径流是中下游用水的主要来源。气候变暖加剧了水循环过程,使得高寒干旱流域的气候变化更为复杂,加剧了流域水文水资源的不确定性。因此,定量分析气候变化条件下塔里木河三源流径流及其组分的演变规律,对于促进干旱区水资源的合理配置与高效利用、生态文明发展以及社会经济具有重要的的意义。本文基于SPHY模型,在制备模型驱动数据库的基础上,对塔里木河三源流叶尔羌河、和田河（喀拉喀什河、玉龙喀什河）和阿克苏河（库玛拉克河、托什干河）1981-2010年的出山口径流进行了模拟,并定量计算了基流、冰川径流、降雨径流和融雪径流四种径流组成对总径流的贡献,分析了径流的组成特征及变化特征。利用降尺度数据驱动模型对研究区2011-2035年径流及其组分进行了预估,在分析流域未来气温和降水的年际和年内变化特征的基础上,探讨了塔里木河三源流流域未来径流的演变规律以及对气候变化的响应。取得了较好的适用性,主要结论有:（1）1981-2010年,在叶尔羌河、喀拉喀什河、玉龙喀什河和库玛拉克河冰川径流和融雪径流是其径流的主要组成部分,多年平均占比分别高达81.9%、71%、79.9%和78%,而托什干河,降雨和冰川径流是其径流的主要组成部分,多年平均占比为65%,各径流组分年内集中范围主要在4-9月;受气温和降水量的影响,冰川径流在叶尔羌河、喀拉喀什河、玉龙喀什河和库玛拉克河均呈现出增加趋势,在托什干河呈现减少趋势;融雪径流均呈现增加趋势;降雨径流在叶尔羌河、库玛拉克和托什干河河呈现出增加趋势,喀拉喀什河和玉龙喀什河呈现出减少趋势。（2）2011-2035年,全球气候变化情景下,流域气温和降水量较1981-2010年均呈现增加趋势,其中年平均气温上升幅度在0.73℃-1.83℃,多年平均降雨量增加幅度在4.15%-32.19%,从而导致未来径流产生一定的变化;叶尔羌河、喀拉喀什河和库玛拉克河未来多年平均径流量在ACC4.5情景下增量最大,分别为50.00%、41.67%和12.73%,玉龙喀什河在BCC8.5情景下增量最大,为52.17%,托什干河在ACC8.5情景下增量最大为53.33%;未来径流在年内的变化随增温幅度的不同,表现出汛期差异明显而非汛期差异不显著。（3）2011-2035年,不同气候情景下,未来径流组分较1981-2010年整体变化不大;基流多年平均比例呈现不显著减小的态势;融雪径流占比呈现增加态势且年际间处于波动增加状态;冰川和降雨径流占比在叶尔羌河、喀拉喀什河、玉龙喀什河和库玛拉克河分别呈现增加和减少的态势,年际间分别处于波动增加和波动减少的状态,而其在托什干河分别呈现减少和增加的状态,年际间分别表现出先增加后减少和波动增加的趋势,且增温幅度越大变化程度越明显;流域未来降雨径流表现出与降雨量一致的变化趋势。综合来看,气温是影响冰川融雪径流的主要因素,而降雨径流是否增加主要取决于未来降雨量如何变化。