近几十年来,中国乃至全球环境发生了显著的变化,诸如气候变化、水资源短缺、荒漠化及生物多样性锐减等,严重威胁着生态环境、生态服务质量和服务功能。植被变化及其与水问题间的关系研究已经成为社会可持续发展与生态建设中亟待解决的问题之一。然而,由于受到土地利用/土地覆盖变化(LUCC)与气候条件等全球环境变化的影响,区域水循环也随之发生改变,使得植被变化与生态水文之间普遍存在着的相互作用关系更具复杂性和不确定性。西辽河流域通辽平原区是我国半干旱地区典型农牧交错带,是一个空间上农牧并存,时间上农牧交替的广阔区域。近几十年来,地下水超采、地表水干涸、植被退化和沙漠化等不断加剧,成为制约当地经济社会和人民生活可持续发展的严重生态环境问题。本文对西辽河流域通辽平原区1980～2015年间的植被演变和生态水文变化过程进行了研究,在归纳总结前人研究成果的基础上,通过野外调查、室内试验、理论分析及模型模拟等方法,监测和分析了变化环境下区域生态水文特征,解析了研究区气候变化、水资源变化、土地利用动态变化与植被变化等时空演变过程及规律,对区域生态环境现状进行了评估,揭示了环境因子变化特征和规律,应用多源遥感资料进行水资源反演模拟,探索区域水资源时空变化规律,定量分析了水文条件变化对植被的影响,以及植被变化对自然和人为因素的响应关系,分析了变化环境下植被演变的生态水文效应。主要结论如下:(1)研究区植被种类锐减,植被群落斑块化趋势严重,处于群落演替的早期向中期发展的过程中。在区域自然因素与人为因素的影响下,研究区生态水文条件发生了变化,对植被逆向演替产生促进作用,草原类型演化过程为:草甸草原、疏林草原和森林草原相间的自然景观向荒漠草原、草甸草原、疏林草原与森林草原相间的自然景观转变,体现在植被群落演化过程为:从松属、篙属、栎属、黎科、莎草科、禾本科向篙属、松属、黎科、禾本科、莎草科、栋属演化,继而向篙属、藜科、松属、栎属、禾本科、莎草科演化,进一步向篙属、黎科、莎草科、松属、禾本科、麻黄属演化,直至现状的篙属、黎科、莎草科、禾本科群落构成。(2)研究区年植被归一化指数(NDVI)在时间序列上呈微小波动上升的趋势,变化率为0.004/yr,且具有较强的空间分异性,人类活动越来越成为空间分异的主导驱动因素。在时间尺度上,降水(P)与气温(T)是NDVI变化的主要限制性因子,且P对于T对于NDVI变化的响应更加敏感;在空间尺度上,植被NDVI变化是气候变化和人类活动等多种因综合作川的结果,其中人类因素驱动影响增加显著。(3)研究区地下水埋深持续显著增加,对区域NDVI影响较为明、显,草地受影响较耕地更为突出,显现出从非地带性草甸植被向地带性典型草原植被的演替过程。随着地下水埋深加大,逐渐在区域中部形成两个较大的地下水开采漏斗,人类活动是造成这一现象的主导因素,气候变化则为次要因素。(4)基于不同GRACE卫星数据所反演的不同尺度研究区总水资源储量(TWS)与地下水储量(GW)的变化值在时间序列上均呈波动下降趋势,空间尺度上异质性明显,JPL数据反演结果更能反映研究区水资源量时空变化特征。(5)构建了区域多元逐步回归和多元线性回归地下水埋深变化估算模型,二种模型估算的研究区地下水埋深动态变化精度均不够理想,其中以多元线性回归模型拟合效果相对较好,该模型验证结果显示,基本上可用于西辽河流域通辽平原区地下水埋深变化的预测预报。终上所述,受自然和人为因素的双重影响,西辽河流域通辽平原区1951～2015年期间降水量呈减少趋势,从上世纪80年代至今,土地利用向灌溉种植农业发展规模较大,大量的地下水开发利用致使地下水位呈持续下降趋势,地表径流减少甚至断流,TWSC值在时间序列上均呈波动下降趋势,致使部分区域出现土壤沙化和草原退化植被逆向演替的现象;虽然年NDVI在时间序列上呈微小波动上升的趋势,但其空间分异性较强;地下水埋深持续显著增加,对NDVI影响较为明显;构建的多元线性回归模型较好模拟了地下水埋深变化过程和趋势,人类活动越来越成为植被空间分异和生态水文条件变化的主导驱动因素。