在全球气候变化的背景下,降水等气象要素的时空分布格局将可能发生变化,极端气候事件的发生频率将会增加。干旱作为全球变化的重要表现和结果,与生态系统的耦合关系引起了国内外学者的关注,不仅有利于丰富干旱学、地理学等学科理论基础,对社会经济的发展也有一定指导意义。黑河流域地处我国西北干旱半干旱区,气候干旱少雨,生态环境脆弱。近年来,干旱的频繁发生使得黑河流域生态系统的稳定性和多样性受到严重的威胁,生态环境保护与社会经济发展间的矛盾日益尖锐。因此,研究以黑河流域景观格局为背景,获取降水、温度等气象资料,在分析国内外一系列干旱指数及方法的基础上,选取降水Z指数作为监测指标评估研究区的干旱情况,分析其时空变化特征。结合Landsat TM、EOS MODIS遥感影像,进一步探讨干旱对自然生态系统景观格局、NPP、碳储量和服务价值等结构功能要素的影响。并在干旱与生态系统耦合关系的基础上,利用层次分析等方法构建综合评价指标体系,评估干旱对生态系统的影响。结果表明：(1)在黑河流域典型MODS耦合系统格局下,地区气候条件和干旱的发生均具有一定的时空差异。流域大部分地区位于干旱区,且气候有干旱化趋势；该地区1961-2010年气象干旱发生的周期为2-4a,各台站出现干旱的频率在26%-34%之间,干旱危害性在空间上表现出较为显著的中间高两边低的地区差异。(2)黑河流域景观格局、NPP、碳储量和生态服务价值均具有明显的空间分布差异,受到干旱的显著影响。流域格局指数AI、CONTAG、SHDI、SHEI等与干燥度指数有很好的相关性；中上游地区气候相对湿润,景观破碎化程度较高,多样性、均匀度明显高于下游。流域NPP平均值为333.8406g/(m2·a),且与干燥度、降水Z指数的相关性显著,干旱变化的越快,NPP变化越快。碳储量和碳汇量也与干旱有一定的相关性,受到干旱气候和环境的影响,其分布沿河岸线往下不断减少,水域附近值比较高；干旱年份的C汇量低于正常年份,且干旱程度越高其值越低。黑河流域生态服务总值为363.05亿元/a,其中水域生态系统服务价值最高;随着气候的干旱化,流域单位面积生态服务价值不断减少。(3)基于干旱状况、生态系统结构功能等因素构建的生态系统综合指数在空间分布上差异明显,干旱对黑河流域下游自然生态系统的影响明显高于中上游地区。上游地区综合指数值较高,最大值为9.5375,生态系统较为稳定,受到干旱的影响较小；中游地区综合指数由西往东、由南往北下降,酒泉等人工绿洲受到干旱的影响也较小；下游由于降水量少、蒸散高,且该地区蔓延度、连通性较高,对干旱干扰较为敏感。