植被是陆地生态系统的重要组成部分,与大气、土壤进行着物质循环、能量转换和信息传递,是连接土壤和大气的重要环节,对气候变化具有重要的指示作用。我国大部分地区处于东亚季风系统的控制范围内,植被变化受到东亚季风尤其是东亚夏季风的影响。20世纪70年代末东亚夏季风出现由强转弱的突变,80年代以来夏季风整体偏弱。在夏季风偏弱的背景下,其能够影响的地域范围具有明显变化,使得夏季风边缘带南北界位置随之变化。夏季风边缘带是指只有在某些年份才能受到夏季风影响的地区,夏季风的变化对夏季风边缘带上的植被变化具有深刻的影响。我国中纬度夏季风边缘带(简称边缘带)位于半湿润区向半干旱区过渡的地带,植被对气候变化敏感。在夏季风偏弱且其影响范围变化明显的背景下,研究边缘带植被变化及其与气候变化的关系,有利于揭示边缘带植被与气候变化之间相互作用的过程和机理。同时,还可以反映该区域生态环境状况以及气候变化对生态环境的影响,为改善人类生活环境和促进经济发展提供事实依据和理论支持。本文以我国中纬度地区30°N-40°N、100°E-115°E经纬度范围为样带,并在样带上选取10个典型样区,分别在样带和样区尺度上研究1982-2015年边缘带植被的时空变化。在样区尺度上分析34年来自然样区和农耕样区植被变化的长期趋势以及不同时段植被的时空变化及其差异,并在样带尺度上通过逐像元地计算不同时段植被的变化速度,分析各个时段植被的空间变化特征以及植被空间变化的差异。利用相关分析法在样区尺度上分析34年来自然样区植被NDVI分别与气温和降水的关系,并研究植被和气候变化在各个时段的关系,分析植被和气候变化之间的相互作用过程,以探讨边缘带植被时空变化及其差异的原因。进一步研究地形条件(海拔、坡度和坡向)对边缘带植被空间变化差异的影响。最后,利用基于生物物理和生理过程的IBIS模型模拟边缘带植被NPP的时空变化,对边缘带植被变化和气候变化的关系进行验证。结果表明:(1)34年来边缘带植被呈改善趋势,在不同时段植被的变化状况不同。1980年代边缘带植被整体上呈改善趋势,中部地区植被改善速度较快。1990年代植被整体上呈不显著的退化趋势。自然样区表现为六盘山及其以东的样区越向东植被退化速度越快,农耕样区表现为西部植被退化速度快于东部。21世纪初样区植被整体上呈显著改善趋势,自然样区植被改善速度在空间上没有明显的规律,农耕样区表现为西部植被改善速度快于东部。(2)样带植被变化的空间特征主要表现为,在1980年代和21世纪初样带植被改善面积明显大于1990年代。样带东部地区植被改善面积的变化比西部明显。(3)34年来边缘带气温总体上呈显著上升趋势而降水变化不显著。1980年代和1990年代升温趋势显著,21世纪初气温上升速度变缓甚至出现降温趋势;降水在各个时段变化均不显著。不同时段气温和植被NDVI的相关关系不同。在1980年代呈显著正相关,在1990年代不相关,而在21世纪初则呈显著负相关。在整个研究时段以及三个不同时段内,生长季之前时期降水与植被NDVI呈显著正相关。(4)海拔和坡向对植被的空间变化有明显影响。自然样区在大致以2000m、2700m和3500m为界的四个海拔高度范围内,植被改善面积百分比随海拔升高而表现出减小、增大、基本不变、减小的特征。自然样区整体上植被改善主要出现在北向坡,植被退化主要出现在南向坡。经过对以上结果的综合分析,主要得出以下结论:1、1982-2015年我国中纬度夏季风边缘带气温呈显著上升趋势。其中,在21世纪初西部样区气温上升趋势减缓,东部样区气温呈不显著下降趋势。在1980年代和21世纪初夏季风偏强,边缘带降水相对较多;在1990年代夏季风偏弱,边缘带降水相对较少。2、1982-2015年我国中纬度夏季风边缘带植被总体呈改善趋势。在1980年代和21世纪初边缘带植被以改善为主,在1990年代植被以退化为主。样带东部地区植被改善比西部明显。3、1982-2015年我国中纬度夏季风边缘带植被改善是气温和降水共同作用的结果。1980年代和21世纪初偏强的夏季风为边缘带带来更多的降水,使植被呈改善趋势。同时,在1980年代气温相对偏低,升温有利于植被生长;在1990年代和21世纪初气温相对偏高,升温不利于植被生长。