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青藏高原以高寒草甸、草原、荒漠及森林四大生态系统为特征，生态环境脆弱多变。近年来，由于人类活动的加剧、不合理开发利用资源及城市扩张等，青藏高原土地利用/覆被状况发生了很大的变化，势必对区域气候产生影响。本文运用地理学、气候学、空间分析等相关理论与方法，采用数值模拟、遥感、地理信息系统等技术手段，分析了青藏高原近100年来的气候变化特征；利用区域气候模式RegCM3模拟了青藏高原的夏季及冬季气候，井对其模拟效果进行了检验；设计了数值模拟试验模拟了青藏高原气候变化对土地利用/覆被变化的敏感性；利用观测气温与再分析气温的差值分别估算了青藏高原地区和中国区域内地表气温变化对土地利用/覆被类型及植被覆盖状况的敏感性。主要结论与创新如下：
青藏高原近百年来气温呈现出明显的上升趋势，百年线性增温趋势为0.67℃。平均最低气温的升幅要高于平均气温和平均最高气温，冬半年升温更为显著。青藏高原在20世纪出现了两个比较大的暖期，分别出现在40年代和90年代，在30年代中期经历了一次明显的暖突变。近百年来青藏高原降水并没有明显的增加或者减少趋势，但从40年代以后降水变化的振幅越来越大，显示出高海拔地区对全球气候变化的敏感性。
通过对RegCM3就青藏高原夏季和冬季气温、降水的模拟能力的分析评价，表明RegCM3对青藏高原地表气候特征具有较好的模拟能力，具备模拟土地利用/覆被变化对区域气候影响的能力。在此基础上，利用RegCM3分别进行了青藏高原在现实植被条件和潜在植被条件下夏季的积分试验，通过两个试验结果的对比，研究了高原气候变化对土地覆被变化的敏感性，结果发现，土地覆被变化对地表能量平衡、地表水分平衡产生重要影响，导致高原夏季气候有向暖干化发展的趋势。
利用观测气温与ERA40再分析气温的差值(OMR)分别在青藏高原地区(站点水平上)和中国区域内(栅格水平上)分析不同土地利用/覆被类型下的地表气温变化趋势，讨论了地表气温变化对土地利用/覆被类型和植被覆盖状况的敏感性，结果发现，气温OMR趋势值与土地覆被类型和植被覆盖状况密切相关，在空间上呈负相关关系，植被覆盖状况好(差)的区域升温弱(强)；土地利用/覆被类型对地表气温变化具有稳定的、系统性的影响，但是人类活动的强度不同会导致同一土地利用/覆被类型下，人类活动强度大的区域升温更为显著；地表气温OMR趋势值对地表植被覆盖状况的季节变化还有着敏感的响应。这些观测事实支持了数值模拟试验的研究结果，即植被退化会导致地表气温的升高。