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在全球气候变化的背景下，温室气体引起的全球变暖和气溶胶引起的全球变黯成了气候环境研究的焦点。一方面，由于温室气体产生的温室效应，使全球变暖，给气候环境带来重要影响;另一方面，由气溶胶引起的全球变黯，使到达地球表面的太阳辐射减少，起到变冷的效应。研究认为，由气溶胶引起的辐射强迫和人为温室气体的辐射强迫相当，但符号相反，然而，气溶胶辐射效应的不确定性远大于温室效应。因此，由于气溶胶的存在，可能低估了温室效应。陆地生态系统是大气中CO2的主要碳源和汇，也是全球碳循环过程的重要环节。而且陆地生态系统是碳循环过程中最复杂、受人类活动影响最大的部分。随着气溶胶排放的增多，气溶胶辐射强迫呈现增长的趋势。气溶胶辐射强迫通过影响植物的光合生理过程，进而影响植物的固碳作用，然而这个过程非常复杂。在中国长江三角洲地区中，经济高速发展的同时，向大气中排入大量的气溶胶粒子。它不仅影响生活环境和人体健康，而且对区域碳收支及气候变化产生很大的影响。因此，气溶胶及其辐射强迫研究具有重要的科学意义。本研究利用地基观测、卫星遥感反演和模型模拟相结合的方法。首先，CE-318进行地基气溶胶观测，获得精度较高的地面数据，并利用其结果对遥感产品和反演结果进行验证。再次，利用卫星遥感研究长江三角洲地区气溶胶光学特性的时间变化和空间分布，并利用模型估算气溶胶的辐射强迫。最后，把气溶胶辐射强迫结果作为IBIS模型的参数，修改IBIS模型的辐射方案进行模拟。进一步研究气溶胶辐射强迫对区域碳收支影响的强度和模式。 MODIS反演的气溶胶光学厚度在长江三角洲地区的精度较高，6个站点的数据除了宁波外，其它站点的R值较高和较低的RMSE值。精度最高的是杭州站点。验证结果表明了利用MODIS气溶胶产品和高空间分辨率反演结果在该地区进行气溶胶特性研究是可行的。总的来说，杭州观测站点的日变化波动较大，550 nm处的AOT在0.5～1.1之间变化。(A)ngstr(o)m指数在0.7～1.3之间变化。气溶胶消光系数和后向散射系数在大气中的垂直分布特性一致。气溶胶粒子的垂直分布极不均匀。最高的气溶胶粒子含量分布在2～3km左右高度。也就是说边界层的气溶胶粒子含量最大。从南部森林覆盖较高的地区向北部城市地区，气溶胶消光系数和后向散射系数逐渐增大。如在千岛湖、天目山地区，消光系数和后向散射系数分别为0.25 km-1和0.005 sr-1 km-1;在南京城市地区的2.5 km处，消光系数和后向散射系数分别为0.8 km-1和0.015 sr-1 km-1。 从长时间尺度上看，2000～2011年长江三角洲地区的AOT和(A)ngstr(o)m指数（α）没有明显的增长趋势，然而周期性变化明显。AOT和(A)ngstr(o)m指数分别在0～1.5和0.3～1.8之间变化，在北部沿太湖的城市地区，人为活动比较强烈，工业排放和汽车尾气的排放量大，AOT较高，(A)ngstr(o)m较低，特别在上海市区;在南部人为活动较小的森林覆盖较高空气清洁地区，AOT较低，(A)ngstr(o)m指数较高，如千岛湖地区。AOT和(A)ngstr(o)m指数的空间分布突出了自然型气溶胶和人为型气溶胶空间分布特征在区域上的差异。2000～2011年在城市地区的AOT呈现逐渐增大的趋势，特别是上海市区。最大和最小AOT出现在6和12月，分别大约为0.97±0.35和0.44±0.14;最大和最小(A)ngstr(o)m指数出现在8和4月，分别大约为1.46±0.23和0.71±0.18。Terra-MODIS反演的高空间分辨率AOT在时空变化上与MODO4气溶胶产品一致，然而在区域平均值上，普遍高于MODO4气溶胶产品。在高值区，高空间分辨率的AOT低于MODO4气溶胶产品，在低值区，高空间分辨率的AOT高于MODO4气溶胶产品，年合成的高空间分辨率AOT的区域标准差在0.15上下波动，也就是说高空间分辨率的AOT空间差异较小。 大气顶气溶胶辐射强迫和AOT存在明显的线性相关，线性回归方程为ARFSatellite=91.24AOT+15.15(R=0.88、RMSE=5.50)。区域月平均辐射强迫变化范围大约在-10～-70W/m2之间，一年中最大和最小的气溶胶辐射强迫出现在6和12月。气溶胶辐射强迫季节变化明显，长江三角洲地区4个季节的区域平均大气顶气溶胶辐射强迫的大小依次为:夏季（-44.30±9.09）＞春季（-42.00±7.83）＞秋季（-28.02±6.32）＞冬季(-20.40±5.00)。气溶胶辐射强迫空间分布差异明显，在不同区域时间变化模式各不相同。在城市地区，大气顶气溶胶辐射强迫变化更为明显，变化范围大约为-15～-70W/m2之间;而AOT较小的森林覆盖地区，变化范围大约为-5～-30W/m2之间。地表辐射强迫与大气顶辐射强迫大体相同，但是它们之间略有差异，差值大约在0～2W/m2之间。这个差值范围与大气中气溶胶辐射强迫相近。3～10月大气中气溶胶辐射强迫表现为正值，也就是说气溶胶引起了正的辐射效应，可以使大气增温，然而这与气溶胶的负效应相比小得多。11～2月大气中气溶胶辐射强迫表现为负值，区域平均大约只有-0.25～-0.05 W/m2之间。这说明了在冬季太阳辐射较弱时，气溶胶在大气中起到了负的辐射效应。在不同的区域表现出正负不同的辐射效应，在北部地区，11～2月表现出明显的负辐射效应，最大的负辐射效应达-1 W/m2，4～8月表现出明显的正辐射效应;在南部地区，基本表现出正辐射效应，大约为0.8 W/m2。最大和最小值出现在6和12月，大约为1.57±0.37W/m2和-0.34±0.26 W/m2，6月的空间差异最为明显。 MODIS NPP和IBIS NPP时空变化特征大体相一致。在年区域平均上，IBIS NPP和MODIS NPP比较接近，最大的偏差出现在2004年。在加入气溶胶辐射强迫后，IBIS NPP和MODIS NPP的值更加接近。当IBIS NPP大于MODISNPP时，IBIS NPPARF与MODIS NPP比IBIS NPPNoARF与MODIS NPP的关系更接近;当IBIS NPP小于MODIS NPP时，IBIS NPPARF与MODIS NPP比IBISNPPNoARF与MODIS NPP没有明显的变化。1981～2010年区域平均NPP的变化范围为0.52～0.72 kg C/m2/y。在加入IBIS的气溶胶辐射强迫较小的情况下。对NPP几乎没有影响，随着气溶胶含量的增大，气溶胶辐射强迫也随之增大，气溶胶辐射强迫带来的影响也逐渐显现出来。如2004年，NPP增加了大约0.0186kg C/m2/y，大约为3.27％，区域总量大约增加了2.1538 tg C/y。在4～11月，气溶胶辐射强迫引起的NPP变化量为正值;然而在12～3月，气溶胶辐射强迫引起的NPP变化量为负值。在5月，NPP达到最大值，NPPNoARF和NPPARF的值分别为0.0920±0.0328和0.0941±0.0311 kg C/m2/m。增加了大约0.0021 kgC/m2/m，大约为2.3192％。在10月，NPP较小，但是，在气溶胶辐射强迫下，NPP增长达到最大;在3月，NPP出现了最大的减少。由气溶胶辐射强迫引起的NPP的变化在时间和空间上存在明显的差异。 多年月平均NEE值域范围集中在-0.07～0.0.07 kg C/m2/m。加入IBIS的气溶胶辐射强迫较小的情况下。对NEE几乎没有影响，随着气溶胶含量的增大，气溶胶辐射强迫也随之增大，气溶胶辐射强迫带来的影响也逐渐显现出来。在2004年，NEENoARF和NEEARF分别大约为-0.0703和-0.0550 kg C/m2/y，区域平均碳汇减少了0.0153 kg C/m2/y，大约为27.85％，也就是说区域总碳汇减少了1.7717 tg C/y。由气溶胶辐射强迫引起的NEE的变化在时间和空间上存在明显的差异。在1～6月，NEE为正值，说明了在这个时段长江三角洲地区为碳源;在7～12月，NEE为负值，说明了在这个时段长江三角洲地区为碳汇。总的来说，在1～6月，在气溶胶辐射强迫下，长江三角洲地区向大气中释放碳的能力提高。6个月的区域平均NEE增加了大约0.0028 kg C/m2，大约为3.7125％。在7～12月，在气溶胶辐射强迫下，长江三角洲地区清除大气中CO2的能力减小。6个月的区域平均NEE减少大约0.0013 kg C/m2，大约为1.5228％。气溶胶辐射强迫对长江三角洲地区碳汇的能力产生明显的减小，整个区域表现出碳源的能力增大。