土地利用变化为核心的土地变化科学是21世纪重要的科学议题之一，实现土地利用变化过程对气候与生态系统影响的定量参数化分析，是科学认识人类活动对全球气候变化影响必须解决的核心科学问题之一。土地利用变化通过生物地球物理过程影响生态系统地表与大气能量交换直接表现为下垫面反照率、粗糙度和植被覆盖的变化，使近地层能量平衡、温度、湿度和风速等发生变化。农田、森林和草地等土地利用类型是三种主要的土地利用方式，大范围地改变了下垫面的生物地球物理参数，对地-气的能量平衡和水热交换有较大的影响。　　本研究选取农田、草地和森林等三种土地利用类型，利用观测数据分析和模型模拟相结合的方式，揭示土地利用类型主要地表参数动态过程对地-气间水热交换过程的影响机制和特点。主要开展的研究工作包括:　　(1)利用全球能量和水循环试验/亚洲季风试验的亚洲自动气象站网络数据集，分析农田、草地和森林等不同土地利用类型的地表能量平衡特征和影响因素;　　(2)以吉林省为例，利用SiB2模型模拟研究不同土地利用类型的生物地球物理过程（反照率、叶面积指数和冠层导度等）的时空特征，以及地表能量平衡过程（净辐射、潜热、显热和冠层温度等）的时空特征和影响因素;　　(3)分析吉林省土地利用变化对生物地球物理过程的影响，阐明1990年到2010年土地利用变化对该省地表能量平衡的影响。　　文章得到的主要结论如下:　　(1)在亚洲季风区内选择5个站点、3种土地利用类型分析各自的地表能量平衡特征:Tak(稻田)、Kog-Ma(高山常绿林)、Amdo(草地)、Arvaikheer(草地)和Yakutsk(落叶林)，发现净辐射分配到潜热和显热的比例的季节变化符合二次多项式分布;在不同的季节，净辐射分配到潜热和显热的比例不同，稻田生长季以潜热为主，高山常绿林潜热（显热）比例恒定在0.6(0.4)，草地的潜热比例较低，只Amdo的草地在DOY149-270期间潜热比例大于显热比例，落叶林的潜热比例在生育盛期大于显热，其他时间较低。反照率的相对大小为:森林(0.12)＜农田(0.18)＜草地(0.2)。在季节尺度上，潜热占净辐射的比例与土壤水分、饱和水汽压差和空气温度都有良好的相关性。　　(2)对模型的输入输出结果进行了严格的验证基础上，对地表能量平衡过程和冠层温度的时空特征进行了研究。各研究对象都具有明显的时间特征，呈现出明显的季节变化过程。潜热、显热、反照率和冠层温度等参数的空间分布与土地利用类型的叶面积指数和冠层导度的分布有明显的契合，指示出土地利用类型对地表能量平衡和冠层温度的影响。随着叶面积指数的增加，潜热增加，显热减少。海拔越高，气温越低，但是研究区内高海拔地区位于低纬度地区，造成随海拔的升高，生态系统吸收的净辐射增加，而冠层温度降低的反常现象。　　(3)土地利用类型转换对地表能量平衡过程、冠层温度和日较差产生明显的影响，森林地区的净辐射、潜热和显热通量都最高，草地获得的净辐射和潜热是最低的，农田的显热最低。不同土地利用类型的冠层温度关系为:草地＞森林＞农田，日较差关系为:草地＞农田＞森林。1990年到2010年吉林省土地利用变化面积占总面积的3.2％，其变化对区域地表能量平衡和区域气候的影响较弱，其中年均净辐射降低了0.22W m-2，潜热通量增加了0.56W m-2，显热通量减小了0.83Wm-2。冠层温度降低了0.024℃，日较差增加了0.01℃。