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土地利用/覆盖变化(Land Use/Cover Change,简称LUCC)是人类影响气候系统的重要外强迫因子之一。提高对土地利用/覆盖变化对中国气候影响的认识,特别是对中国东部夏季降水、温度变化的影响、LUCC的生物地球物理效应和生物地球化学效应对中国气候影响的相对贡献,对科学地制定应对全球变化决策具有重要意义。本文利用通用地球系统模式开展的过去千年积分模拟试验(Last Millennium Ensemble simulations from Community Earth System Model,简称CESM-LME)中LUCC单因子敏感性试验结果(打开碳氮循环过程)以及CESM(Community Earth System Model,简称CESM)长积分模拟试验打开和关闭碳氮循环过程的LUCC单因子敏感性试验结果及相应的控制试验结果,基于空间统计分析方法,分别探究LUCC综合气候效应影响下中国东部年代际气候时空变化特征及LUCC生物地球化学过程和生物地球物理过程对中国温度、降水变化的影响及其物理机制。研究结果表明:1.LUCC综合气候效应对中国东部年代际气候变化的影响通过对CESM-LME试验中LUCC单因子敏感性试验三个集合成员集合平均,用低通滤波方法提取气候变化的年代际信号,采用线性回归、空间相关分析等方法探究LUCC作用的物理机制。分析发现:LUCC导致中国东部的南部地区夏季降水年代际增加而北部地区夏季降水年代际减少。从空间分布上看,LUCC导致中国东部夏季降水年代际分布格局转换。从土地利用/覆盖发生剧烈变化之前(即850-1749年,以下简称为“LUCC前”)第一模态的经向偶极型分布,第二模态的经向三极型分布转变为土地利用/覆盖发生剧烈变化后的(即1750-2005年,以下简称为“LUCC后”)第一模态经向三极型分布,第二模态的经向偶极型分布。LUCC通过影响东亚东部低层风场,特别是东亚东部的“反气旋-气旋”/“反气旋-气旋-反气旋”异常环流,中国东部水汽输送和垂直速度的年代际变化进而影响中国东部夏季降水年代际分布格局的变化,同时,LUCC也会通过影响冬季海温的年代际分布型影响北半球中高纬遥相关波列变化从而影响降水分布格局转变。中国东部夏季地表温度年代际变化表现为全区一致降温。在空间分布格局上,“LUCC前”地表温度第一模态为全区一致变化,其中大值区出现在中国东部西北角,第二模态为南北反向的偶极型分布,而在“LUCC后”,第一模态表现为中国东部西南地区与其他区域反向的分布格局且大值区偏北,第二模态基本与“LUCC前”一致。LUCC通过改变地表反照率、叶面积指数等影响地表净辐射通量及感热通量、潜热通量变化进而影响温度变化,且影响中国东部不同区域温度变化的物理机制存在差异。夏季叶面积指数、地表潜热通量及地表净长波辐射通量的年代际变化对中国东部35°N以北地区地表温度的年代际变化贡献较大,而地表反照率等的影响相对较弱。夏季地表反照率、感热通量及地表净辐射通量的年代际变化对中国东部35°N以南地区地表温度年代际变化影响较大,虽然叶面积指数的减小将会产生一定的增温作用,但这种增温效果不足以抵消地表反照率等造成的降温。2.LUCC生物地球化学过程和生物地球物理过程对中国区域温度、降水变化的影响对CESM打开和关闭碳氮循环过程的LUCC单因子敏感性试验结果及其相应的控制试验结果进行对比分析,结果表明:LUCC生物地球物理过程导致我国大部分区域地表温度上升,而生物地球化学过程导致我国大部分区域温度下降,不同区域不同季节生物地球物理过程和生物地球化学过程对温度变化的影响及贡献存在时空差异,但总的来说,LUCC生物地球物理过程对温度变化的影响要强于生物地球化学过程。从年平均及各个季节平均结果来看,中国大陆大部分地区生物地球物理增温是地表净辐射通量、感热通量和潜热通量共同作用的结果,地表净辐射、感热通量与地表温度变化一致而与潜热变化相反。但在不同季节不同区域存在差异,即不同季节不同区域地表净辐射通量、感热通量与潜热通量的相对贡献不同。LUCC生物地球物理过程和生物地球化学过程对我国降水变化影响的相对贡献因区域而异。我国100°E以西地区降水变化主要是由LUCC生物地球化学作用造成的,而对于100°E以东的大部分区域来说,LUCC生物地球物理作用要强于生物地球化学过程的影响。从物理机制上来说,不论从年平均还是各个季节平均降水变化来看,在LUCC生物地球化学作用影响下,500 h Pa比湿和垂直速度变化对降水变化的影响一致,而LUCC生物地球物理过程的影响较为复杂,除塔里木盆地至准噶尔盆地附近地区外,在中国大部分区域,生物地球物理作用下比湿和大气垂直运动的变化基本相反,即比湿增加/减少的同时大气垂直上升/下沉运动加强,从而导致降水增加/减少。