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森林与大气之间的相互作用会对气候变化产生重要影响。这种影响分为生物地球化学效应和生物地球物理效应。在全球变暖背景下，造林通过碳积蓄等生物地球化学效应可以缓解全球变暖已经得到广泛重视。造林的生物地球物理效应，例如通过改变地表反照率，粗糙度和蒸散发来加强或减弱由于碳积蓄引起的气候反馈近来才逐渐得到关注。如果仅考虑碳积蓄，会导致造林的气候调节效应在热带的低估和寒带的高估。因此全面科学地认识森林生态系统的气候效应，对于未来气候政策制定和土地利用方式的管理具有较大的意义。 为了深入理解造林对气候的生物地球物理效应，尤其是对地表能量收支及区域温度可能产生的影响，本文通过地面站点的观测数据、卫星遥感观测数据和气候模型模拟结果，从不同角度对中国地区不同区域的造林温度效应进行了分析。本文首先选取了中国森林样带的五个森林生态系统观测站点数据，分析不同地区森林对地表能量分配的差异，说明不同地区的森林在地表能量收支变化中的作用是不同的，因此对气候的潜在影响也可能不同;其次，在全国选取了160个0.75°×0.75°格网，利用MODIS遥感观测数据并结合土地覆盖数据集，研究这些格网中临近的森林和农田之间的地表温度的差异，并计算当这些不同区域网格内的农田转换成森林后（潜在造林），地表温度可能发生的变化以及相关地表物理参数的变化;最后，使用WRF气候模型，在我国不同纬度的三个造林（毁林）重点区域模拟了造林后的区域温度变化并与遥感观测的结果进行了对比。本文得到了以下结论: (1)根据森林生态系统观测站的连续通量观测数据，可以发现不同地区的森林对于地表可利用能量的分配方式不同。夏季以潜热通量λE分配为主，而冬季以显热通量H分配为主。其中，西双版纳站的蒸发比Λ（λE/（λE+H））全年保持在0.8左右，几乎没有季节变化，潜热通量λE远大于显热通量H。千烟洲站、长白山站虽然有降水和纬度的差异，但是具有相近的能量分配方式:冬季Λ＜0.5，夏季Λ＞0.7。纬度最高的呼中站和降水最少的关滩站即使在夏季，Λ仅仅保持在0.5左右。关滩站夏季甚至很多时段H＞λE，主要以显热通量的分配为主，与寒带森林的特性相似。不同地带森林的能量分配特性各异，决定不同区域造林可能对气候的影响会有所不同。 (2)基于MODIS遥感地表温度资料，得到我国不同纬度造林对地表温度的影响具有时空差异。大部分区域的造林可以降低白天地表温度和增高夜间地表温度，其中白天温度平均下降1.16℃，夜间温度增加0.82℃。造林的降温效应随着纬度逐渐减弱。纬度40°N以南的地区，白天的降温效应大于夜间的增温效应，日均温度变化以降温为主;40°N以北的地区，白天的降温效应被夜间的增温效应所抵消，日均温度以增温为主。在45°N以北，造林甚至会导致冬季白天也具有增温效应。 (3)基于MODIS遥感地表参数资料，得到不同地区的造林对应的生物地球物理参数的变化幅度是不一样的。影响地表能量收支变化的两个关键因子反照率和蒸散发分别占主导作用的季节不同。其中，反照率的最大差异发生在冬季，积雪覆盖使农田与森林的反照率之差从低纬度的0.04上升到高纬度的0.23，导致森林比农田多吸收短波辐射4.65W m-2～21.26W m-2，尤其高纬度地区造林具有较强的增温作用。蒸散发差异主要表现在夏季，由于我国处于东亚季风区，夏季大部分地区水热条件充沛，因此造林后潜热增加13.56W m-2～20.09W m-2。当增加的短波净辐射能量大于增加的潜热通量时，该地区可能增温，反之则可能降温。地表温度变化的空间分布趋势与能量收支变化的空间分布趋势具有一致性，从而使造林的温度效应结论更加可靠。 (4)利用WRF气候模型，对我国3个典型区进行了造林实验模拟。结果表明，地表温度的变化与MODIS观测结果非常接近，日均地表温度除东北区外主要表现为降温。东北区(40°～50°N)、中部区(30°～40°N)和南方区(20°～30°N)造林后冬季地表温度变化分别为1.03℃，-0.10℃和-0.22℃;夏季地表温度变化分别为:-0.45℃，-0.64℃，-0.40℃。造林对于气温的影响与对地表温度的影响不完全对应，比较显著的特点是冬季增温和夏季降温。东北区，中部区和南方区造林后冬季气温变化分别为0.68℃，0.19℃和0.17℃;夏季气温变化分别为:-0.11°℃，-0.16℃，-0.24℃。春秋季节的变化不如冬夏变化显著。 (5)中国地区不同地带造林对区域温度的影响具有纬度地带性，虽然地表温度和气温的变化在某些区域具有不同的符号，但是总体趋势是随着纬度的升高，造林后的降温作用减弱，而增温作用加强。气温的变化弱于地表温度的变化，说明地表温度对于土地覆盖变化的敏感性较强，而气温的变化相对更为复杂，影响的因子更多。