在全球变暖的背景下，土地利用变化的气候效应已逐渐成为学术界关注的焦点。土地利用变化可通过改变陆地表面的物理性质来影响气候，这种生物地球物理机制在较小的空间尺度上甚至可以产生与温室气体相当的气候效应，并且具有明显的时空分异特征。因此，许多区域性的相关研究应运而生。然而，由于数据源和模拟方案等的差异，这些研究的结果之间一般不具有可比性，这就使我们对较大区域甚至全球尺度的土地利用变化的生物地球物理气候效应缺乏整体的认知。为此，本研究基于2000～2015年中国土地利用变化区划特征，在统一的数据源和模拟方案下，分别模拟了林草变动、耕地开垦、退耕还林还草和城镇扩张对区域气温的影响，并尝试从地表能量辐射平衡的角度给出合理的解释。该研究可揭示近15年中国典型土地利用变化过程通过生物地球物理机制对区域气温影响的空间分布格局，在中国尺度上首次实现不同土地利用变化过程对区域气温影响的横向对比，对未来的土地利用管理和规划具有极大的参考价值，也为地气关系机理性研究做出了案例性质的补充。本文的主要结论包括:　　1)2000～2015年，中国地区共有4668.21km2的林地转换为草地，有8805.46km2的草地转换为林地。全区净变化表现为草地向林地的转变，共4137.25km2，植树造林成效明显。在东北大小兴安岭林草互转区，591.37km2的林地转变为草地，同时有594.92km2的草地转变为林地，草地净转林地3.56km2。其中林地转变为草地这一过程对该区气温起主要作用，只是由于量变尚未积累到质变，该区气温还未发生显著改变。　　2)2000～2015年，中国地区有4197.32km2的林地和27227.03km2的草地被开垦为耕地，总计开垦面积为31424.35km2。在西北草地转耕地区，18941.39km2的耕地开垦使净辐射和感热减少，气温下降了0.0357℃。在东北中部耕地开垦城镇扩张区和黄河中上游沿线耕地开垦城镇扩张区，耕地开垦面积分别为4502.21km2和2050.84km2。耕地开垦使两区净辐射明显增加，潜热下降，地表向大气的供热通量增加，气温分别升高了0.1451℃和0.1514℃。　　3)2000～2015年，中部退耕还林还草区有5568.19km2的耕地转换为林草，接近全国总退耕面积的一半。退耕还林还草使该区地表反照率降低，短波净辐射增加，净辐射增加，潜热通量降低，感热通量增加，气温升高了0.0429℃。　　4)2000～2015年，中国地区新增城镇面积为59262.33km2，主要分布在京津冀、长三角、珠三角和四川盆地。在京津冀城镇扩张典型区，8947.15km2的城镇扩张使该区感热通量减少，从而产生了0.0053℃的降温。而在其他城镇扩张典型区，城镇扩张均使感热增加，潜热减少，气温升高。其中，长三角城镇扩张典型区气温增幅最大，10652.15km2的城镇扩张使气温升高了0.1247℃;其余典型区增温幅度均低于0.03℃。四川盆地典型区有3207.46km2的城镇扩张面积，气温上升了0.0290℃。而在华南及东南沿海典型区和黄淮海典型区，城镇扩张面积分别高达6106.61km2和6057.03km2，气温却仅分别升高了0.0167℃和0.0076℃。　　5)2000～2015年中国地区发生的上述四种典型土地利用变化过程对气温的影响存在差异。耕地开垦带来的升温效应最为明显，这主要是由于林草转为耕地，净辐射增加，潜热下降，导致地表向大气的供热通量增加。退耕还林还草与城镇扩张的升温效应相当，这种升温效应主要与大量的显热增加、潜热减少关系最为密切。此外，发生在东北地区的林草互转过程因其较少的净变化量而对区域气温没有显著影响。