Identificar la respuesta de los cambios en el escurrimiento a la evolución del clima extremo fue de gran importancia científica para la regulación racional de los recursos hídricos de las cuencas y la prevención de desastres hidrológicos. Sin embargo, las relaciones de respuesta en el tiempo y la frecuencia no estaban claras. Se eligió la cuenca del río Yinjiang, una cuenca típica con áreas de valles de trinchera kársticos, para identificar el impacto de diferentes factores climáticos en los cambios de escurrimiento desde 1984 hasta 2015. Se realizaron transformaciones de wavelet continuas (CWT), transformaciones de wavelet cruzadas (XWT) y transformaciones de coherencia de wavelet (WTC) para estudiar la relación de respuesta y el efecto de tiempo-frecuencia entre los cambios de escurrimiento y el cambio climático extremo en diferentes escalas de tiempo. Los principales resultados mostraron que: (1) Se detectaron doce índices climáticos extremos (ECIs) que tuvieron un impacto significativo en los cambios de escurrimiento, principalmente en una escala de tiempo de 6 años; (2) El R10 y Rx1day en el índice de precipitación extrema y SU34.4 y TNx en el índice de temperatura extrema fueron los principales factores impulsores de los cambios de escurrimiento, que tuvieron impactos relativamente grandes en los cambios de escurrimiento en regiones de vibración de alta y baja energía. Sin embargo, los otros ocho ECIs que pasaron el nivel de confianza de 0.05 mostraron impactos relativamente grandes en los cambios de escurrimiento solo en regiones de vibración de baja energía; (3) La transición de la interacción entre los ECIs y los cambios de escurrimiento en escalas de tiempo-frecuencia altas y bajas estaba relacionada con las características de cambio abrupto de los ECIs. La correlación del cambio abrupto fue una razón importante para la aparición de regiones altamente correlacionadas que desencadenan vibraciones de alta y baja energía; (4) En general, los eventos de precipitación extrema estaban adelantados a los cambios de escurrimiento en la escala de tiempo-frecuencia alta y exhibieron pequeños efectos de retraso en la escala de tiempo-frecuencia baja, mientras que los eventos de temperatura extrema estaban principalmente adelantados a los cambios de escurrimiento. Este estudio ha revelado efectivamente el impacto de los factores climáticos en diferentes escalas sobre los cambios de escurrimiento y proporciona una comprensión teórica para regular y gestionar los recursos hídricos en cuencas kársticas.