本论文基于中亚内陆干旱区水循环过程加速的现状，选择了干旱区内降水变化（天山以北玛纳斯流域）和径流变化（阿姆河上游）显著的2个典型区域，综合气候水文模式、水同位素追踪与模拟、水文模型、统计与GIS方法，分别对降水变化和径流变化的原因和机制过程进行了深入的研究；并基于未来气候变化趋势，预测了区域未来的径流波动和小型水电站开发潜力。主要结果表明：（1）过去38年，天山以北年平均对流降水增加0.014 mm/d，年平均大尺度降水减少-0.017 mm/d，年平均总降水量约为-0.003mm/d，区域人类活动对全年平均对流降水、大尺度降水和总降水的贡献分别为31.21%、52.63%和50.38%。区域人类活动和全球气候变化均是通过增加蒸散量来影响近地表湿度升高，为对流降水提供了有利条件。此外，由于温室效应，大气水汽的增加进一步促进了变暖。然而，由于强烈的蒸散发冷却和湿度增加，区域人类活动主导了近地表温度的降低和更稳定的大气边界层，从而大大减少了大尺度降水。在整个区域来说，灌溉的贡献十分微小，区域整体植被变绿是核心的驱动因子。（2）从水汽来源的视角，天山以北的玛纳斯流域山区降水中近源水汽52.29%（其中局地水汽在13.68-28.29%，平均贡献率为19.60%），西风水汽7.33%，北冰洋水汽10.08%，近源水汽主要由再循环水汽组成。（3）1960-2019年期间阿姆河上游径流变化呈下降趋势，气候变化对径流变化的贡献率为40.88%，而下垫面条变化对径流变化的贡献率为53.91%；未来2031-2050年和2071-2090年间流域总径流量分别将增幅约为19.1~36.6%和29.7~106.8%，这将导致水电潜力在夏季普遍增幅最小。本研究深化了干旱区气候与水循环过程变化的交互机制认识，并未干旱区水资源可持续利用提供参考依据。

气候变化与人类活动,降水变化归因,径流变化归因；,未来气候变化预测,未来径流波动,水电开发潜力预测