黄河上游是我国重要的生态屏障，高原地区的气候、地形和水文特征对黄河水文循环和生态环境具有重要影响。研究采用M-K检验和小波分析法，开展黄河上游12个气象站及4个水文站气温、降雨以及径流的突变、趋势和周期分析，揭示了黄河上游气象水文要素的演变规律。结果表明：黄河上游气温以0.336℃/10 a的速率增长，气温的突变发生在1996年；降水量以6.07 mm/a速率减少，减少速率较低，基本处于稳定状态，突变发生在1982年，主周期为16 a；黄河沿站流量上升速率为0.23 (m³s^-1)/a，唐乃亥、青铜峡、头道拐站流量下降速率分别为1.23 (m³s^-1)/a、1.41 (m³s^-1)/a和3.83 (m³s^-1)/a，径流量总体波动较小。最后，采用R/S重标极差法预测了未来气象水文要素的发展趋势，结果表明气温和降水的可持续性不强；而径流发展具有反持续性，未来的趋势将可能与过去相反，其中唐乃亥站流量的反持续性较强。