利用中国北方季风区121个地表气象观测站2000—2013年逐日气温和降水资料及MODIS遥感8天平均总初级生产量数据(MOD17A2), 分别建立了14年内8天累积平均、最低、最高气温和降雨量与累积总初级生产量的线性气候相关模型。基于模型所得区间的阈值和参数, 计算区域模式RSM本底时期10年(1996—2005年)及未来 10年(2041—2050年)两种排放情景RCP4.5和RCP8.5下, 森林、草地和农田生态系统总初级生产量累积开始日期、累积时期、累积结束日期及累积速率变化, 分析平均、最高、最低气温和降水量变化对总初级生产量累积的影响, 并综合评价气候变化对生态系统总初级生产量累积的影响。结果表明: 平均气温和最低气温对总初级生产量的模拟精度高于最高气温和降雨量; 总初级生产量累积开始和结束日期对4 类气候因子的变化均较敏感, 而累积时期和累积速率仅对平均气温和最高气温的变化较敏感; 未来气候变化将延长累积时期, 增加累积速率, 并提高总初级生产量。

利用2000, 2005 和2010年土地利用数据识别城市和郊区, 基于2000—2010年 1, 4, 7, 10月MODIS地温产品探究京津冀地区城市热岛效应的时空差异, 讨论城区土地利用对城市热岛效应的影响。结果表明,京津冀地区城市热岛效应的昼夜、季节特征突出。白天热岛与夜间热岛差异较大, 夜间92.8%以上的城镇表现为热岛, 且季节差异小。夏季白天热岛最强, 冬季白天85%的城市呈现冷岛效应。白天水体减弱城市热岛强度, 夜间相反。春、夏季草地增加白天城市热岛强度, 冬季白天为减弱作用, 夜间四季均为增强作用。农田和林地在春、夏、秋季白天减弱城市热岛强度, 冬季白天为增强作用, 夜间四季均为减弱作用。

利用华北平原北部气象站点实测气温、降水、风速等基本气象要素数据, 结合土壤相对湿度数据, 计算降水量、作物需水量和土壤水分变化量3个水分循环的核心变量, 构建华北平原北部农田水循环模型, 设计缺水量指标, 并分析2002—2011年华北平原北部农田缺水量的逐旬时空变化。结果表明: 华北平原北部的农田在整个作物生长阶段严重缺水, 大多数月份所有地区缺水, 仅7月中旬自然水分较为充足; 春季是华北平原北部农田干旱最严重的时期, 以河北中南部地区春旱最为严重; 秋季干旱程度相比春季较轻, 干旱相对严重的区域位于研究区域西北部; 衡水以及北京西部地区在整个作物生长阶段均严重缺水, 是干旱最为严重的区域。研究结果可为研究区水分利用管理及农田灌溉提供参考。