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供水服务是生态系统服务中的一项非常重要的服务,它对人类生活和经济的发展起着支撑作用,但气候变化和人类活动极大地改变了生态系统的供水服务。黄土高原是一个严重受水分限制的地区,本文主要研究其径流和土壤水动态及其原因。黄土高原的河川径流贡献了黄河中游65%的排水,但是其景观已经严重被人为活动改变了。这个研究应用过渡分析并发现黄土高原河川径流自1960年以来以每年-0.93mm(P<0.001)的平均速率在持续下降。河川径流的长期下降主要发生在以1970年,1981年和1996年作为周期间过渡点的三个子时期。虽然对于1961-2009年整个时期和从干扰中恢复之后不久,降水是引起河川径流变化的主要原因,但是人类调控在创造引起河川干枯的过渡点中扮演着主要作用(p<0.05)。最重要的是,伴随着每个人类活动的过渡年,在黄河中游淡水对中心城市的供给,作为一种生态系统服务,极大地被改变了。这引起了在黄土高原地区相比1960年,2000年可利用的淡水减少了56%。土壤水分对黄土高原植被的生存十分重要,但时刻受到气候变化和人类活动的影响。样带调查的结果表明,黄土高原耕地的土壤水分是最大的,其次是草地、灌木和林地,在这个气候区,为了维持土壤水分和充分利用土壤储水的生态效益,低密度和低耗水的林地和草地应该作为主要土地利用类型被优先考虑；样带土壤水分含量对于降水的响应关系并不显著,并且不同土层的水分差异不明显；发现在0-5D和10-15D坡度的土壤水分是最高,这分别是表面径流和入渗的结果；下坡位土壤水分最大,中坡位土壤水分最低。研究AMSR-E/2在黄土高原表层土壤水分动态中的适用性。它们的表层土壤水分产品在大小上不能反映真实的土壤水分,但能够捕捉到其时间动态,尤其在降水出现时。Mann-Kendall检验中发现在2003-2010年黄土高原的表层土壤水分是趋于下降的(-0.0019m3/m3·yr),而这种下降主要发生在生长季(-0.0028 m3/m3·yr)。为了解释这种现象,对植被、降水和温度的趋势变化进行分析,发现降水和温度的趋势不具有显著性,而植被在年际和生长季两个时段都是显著性增加,分别以每年平均0.0067和0.011的速率(NDVI)增长,这些变化的区域与土壤水分显著下降的区域分别有20%和34%左右的重叠,说明植被是引起黄土高原表层土壤水分的下降的原因。偏相关分析和叠加分析表明影响表层土壤水分的主导因子是降水和植被,这是由于降水是黄土高原土壤水分的唯一来源以及黄土高原是退耕还林的重点区域。由于无法对降水进行调控,所以为了黄土高原生态系统可持续发展,需要对其植被进行管理,退耕还林工程需要因地制宜,并且需要建立周期性评价机制,来改变表层土壤水分持续下降的趋势。