下垫面变化深刻影响和控制着流域水文过程。增温背景下,江河源区高寒生态系统结构发生变化,流域水源涵养功能也随之异动,定量研究其时空动态特征是深入理解河源区水资源演变机理和实现流域资源科学管理的基础性工作。黑白河流域位于我国青藏高原东北隅的若尔盖高原,域内高寒草甸、湿地广布,是黄河上游重要的水源涵养功能区,也是进行下垫面变化及其生态水文效应研究的天然平台。收集和整理1981-2015年间黑、白河流域水文气象、土地利用/覆被和NDVI等数据,系统分析两河流域水文气象和下垫面变化特征;对InVEST模型进行参数本地化处理后估算水源涵养量,定量分析其时空变化特征及对气温、降水、潜在蒸散发与NDVI的响应,上述工作的基础上,就两河流域下垫面变化及其水源涵养功能进行综合研究。得到以下主要结论。(1)1981-2015年间,两河流域水文气象要素变化具有一定地理分异,北部黑河流域气温增幅高于南部白河,潜在蒸散发增升更显著;降水变化趋势不明显,和潜在蒸散发以及河川径流等均呈现7年变化周期,两河径流在1981-1985年间有所增加,之后持续下降;径流突变发生在1993年。(2)下垫面分析表明,两河流域高覆盖草地面积占比最大,其次为沼泽地;2000年以后,两河流域土地开发利用程度逐步提升,高覆盖草地向中、低覆盖草地发生转化,沼泽湿地外围存在草甸化趋势;黑河流域荒漠化程度有所增加,白河流域城镇化较为明显;黑河流域NDVI的多年平均值为0.66,白河为0.67;统计期间,两河流域NDVI整体呈上升趋势,植被活动有所增强。(3)基于InVEST模型的黑河流域水源涵养总量为1.61亿m~3/a;白河流域水源涵养总量为1.75亿m~3/a;两河流域水源涵养能力在1980s发生明显降低,发生显著变化的区域主要在两河中游;1981-2015年间,两河流域水源涵养功能呈微弱下降态势。(4)两河流域下垫面系统的水源涵养能力按地类排序为:林地>草地>沼泽地>耕地>建设用地>荒漠>水域;主要覆被类型水源涵养功能都经历了先减后增再减的过程;气温、降水和NDVI对水源涵养表现为正向驱动,潜在蒸散发为负向驱动。气温、降水、NDVI分别增加1%当量时,黑、白河流域水源涵养功能分别提升0.61%和0.52%、2.07%和1.83%、0.99%和0.82%;潜在蒸散发增加1%当量时,水源涵养功能分别退减3.27%和1.98%。降水和潜在蒸散发对两河流域下垫面系统水源涵养功能的影响显著。