内蒙古河套地区是中国重要的商品粮、油生产基地.区域内耕地密布,长期大规模河道外引水,引排水渠系纵横交错,人类活动剧烈,改变了原来的水循环环境,水循环要素变化具有时空变异性,水分转化与运动过程及其复杂.为厘清河套地区山水林田湖草系统的水循环演变规律,该研究在"自然—人工"复合水循环理论基础上,构建了适用于强人类活动地区的分布式水循环模型(Water Allocation and Cycle Model,WACM4.0),系统模拟分析了河套地区山水林田湖草各系统的水循环演变规律与水分运动过程.结果表明:乌梁素海、引排水渠道水循环特征以引水—排水的横向运动为主;乌海滩涂水循环特征以地下水补给—蒸发的垂向运动为主;海子水循环以垂向与横向综合运动为主;耕地水循环特征为灌溉水入渗—蒸散发的垂向运动;人工林、草地、未利用地与居工地的水循环特征为降雨—入渗—潜水蒸发的垂向运动.山水林田湖草系统整体水循环特征以灌溉(降雨)—下渗—蒸发垂向水循环为主.河套地区地下水量逐年亏损,地下水循环过程为"负水平衡"垂向运动.河套地区引水灌溉平均每年致使黄河径流量减少约42.0亿m3.其中耕地耗黄水量最多,其次为引水渠道、乌梁素海、排水渠道、海子、草地.研究可为河套地区灌溉管理、水资源开发利用与山水林田湖草生态保护提供基础支撑.