伴随全球气候变暖,我国极端天气事件频发,干旱和洪涝事件频率增加,近十年来几乎每年都会发生严重干旱事件。海河流域是我国旱灾发生最频繁的地区之一,其干旱波及范围广,持续时间长,历史上有“十年九旱”之称。海河流域社会经济发展水平高,是我国重要粮食主产区,干旱对社会经济和生态环境造成严重影响。本文重点关注海河流域山区干旱时空演变特征,利用代用资料(树木年轮宽度资料)、实测资料(气象资料和水文资料)以及历史文献资料综合评价海河流域山区干旱,分析干旱时空演变特征,结合已有气候变化预估资料预测未来干旱事件发展趋势,提出未来应对干旱的宏观策略。所得主要结论如下：(1)海河流域山区干旱时间演变规律分析。结合代用资料、实测资料对海河流域山区干旱时间演变规律进行分析,结果表明选取的典型区小五台山油松树轮差值年表与研究区春季降水和春季严重干旱具有显著相关关系,且0-0.80树木年轮宽度对研究区严重春旱年具有明显的指示作用。为提高研究结果准确率,使用气象资料和水文资料进行相互验证分析。使用气象资料分析了海河流域山区降水、潜在蒸散发、相对湿润度等指标的演变特征,结果表明海河流域山区春季干旱强度有小幅度下降趋势,但全年干旱程度仍呈现上升趋势。使用水文资料分析了海河流域山区六个典型水文站点径流距平百分率,结果表明研究区整体上径流距平百分率处于减少趋势。(2)海河流域山区干旱空间演变规律分析。近200年来海河流域重旱强度增加趋势明显,重旱发生周期小于偏旱周期,突变点前后偏旱及重旱面积比率均显著增加,重旱面积比率增加程度高于偏旱情况,变化率超过了85%。徒骇马颊河及南系、滦河及北系周期变化趋势与全流域周期变化趋势一致,滦河及北系重旱发生周期较全流域和徒骇马颊河及南系稍短。滦河及北系、徒骇马颊河及南系旱情突变点前后不同时段偏旱及重旱面积比率均显著增加,与海河全流域变化趋势一致。整体而言,海河流域干旱形势严峻。利用相对湿润度计算海河流域近50年来干旱笼罩面积演变规律,结果表明近50年来海河流域山区春季干旱面积有小幅度下降趋势,但全年干旱面积仍呈现上升趋势。计算海河流域山区相对湿润度与树木年轮宽度数据对照,结果表明树木年轮数据能与相对湿润度相互验证,且引入相对湿润度后可将树木年轮宽度指数指示干旱年的准确率进一步提高。(3)利用核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance)技术,发明了一种无损树木年轮快速检测与分析系统,该装置可用于树木年轮野外采样工作,能快速获得树木年轮宽度、轮环面积、密度等信息,减少了对树木的损害,克服在采样过程中因树芯断裂导致的误差,且各个系统单元均可自由拆卸组装,易于携带进行野外作业。利用新鲜树干及医用核磁共振成像仪对本系统进行了实例验证,所成图像树木年轮纹路清晰,由其配套软件可根据所成树木年轮图像输出径向树木年轮宽度数据,并实时输出树木年轮宽度曲线,初期试验证明该系统具有可行性。(4)利用8个全球海气耦合模式对海河流域进行降雨和气温预测评估,分别模拟了A2(高排放)、A1B(中排放)和B1(低排放)三种情景下海河流域未来气候变化的可能情况。基准年及未来2030年、2050年降水在时间上总体上呈增加趋势,空间上呈现东北部和南部多,西北部少的分布趋势；未来气温在时间上总体呈现上升趋势,空间上呈现东北部和南部高,西北部低的分布趋势。降水和气温的增加趋势均为A2(高排放情景)>A1B(中排放情景)>B1(低排放情景)。针对海河流域山区干旱总体情势严峻、空间分异性、干旱面积不断增加以及发生周期缩短等特点,初步提出了研究区未来干旱应对策略。