本文基于2020年GLC_FCS30和GlobeLand30两种30 m高空间分辨率土地利用/土地覆盖遥感分类产品，并结合地形与微气候、交通、林线、生态地理分区，以及Miami气候生产潜力变化等时空大数据，以草地和坡度大于25°耕地为潜在土地来源，使用Liebig“最小因子定律”估算了中国潜在造林地的面积和质量等级，形成了30 m分辨率中国潜在造林地空间分布数据，并分析了潜在造林地的空间分布特征。结果表明，中国缺少质量等级相对较高的潜在造林地，随着质量等级的降低，潜在造林地的面积越多。潜在造林地中适于造林的优先造林地面积66.61万 km²，其Miami多年平均气候生产潜力总值为6.30亿 t，假如优先造林地全部被开发用来植树造林，则全国森林覆盖率约增加6.94%，森林气候生产潜力增加25.00%。华北地区潜在优先造林地面积最多，且2/3分布在内蒙古。西南地区潜在优先造林地面积与华北接近，但其气候生产潜力全国占比最高，是华北地区的1.59倍。潜在优先造林地中，新造林地和重新造林地面积占比分别为59.56%和40.44%，但气候生产潜力占比分别为47.94%和52.06%，将来的植树造林建设中，不仅要积极布局新造林地，同时要加强气候条件较好地区的森林恢复建设。研究得出的30 m分辨率潜在造林地空间分布能够为全国范围碳汇造林规划提供重要参考依据。

中国陆地生态系统在全球碳循环中发挥着重要作用，植被净初级生产力（NPP）是重要碳循环分量。但对中国植被NPP未来变化趋势、稳定性及应对气候变化机制的研究尚少见报道。本文应用前期发展的生态系统过程模型CEVSA-RS，分别模拟了RCP4.5和RCP8.5气候情景下2006—2099年中国植被NPP，利用分段线性回归分析NPP年际变化转折点，采用滑动窗口法分析NPP稳定性的变化及气温和降水的影响。结果表明：① 中国植被NPP在RCP4.5和RCP8.5气候情景下的总量分别为4.41 Pg C a^-1和4.40 Pg C a^-1，季风区分别贡献了总量的72.8%和73.4%。② 两种情景下NPP年际变化均为先增后减，转折点分别为2062年和2055年；转折年份之前NPP分别以5.3 g C m^-2 10a^-1、6.5 g Cm^-2 10a^-1显著增加，后以前期的4.28倍和2.57倍速率下降。③ 两种气候情景下滑动窗口计算的NPP稳定性分别以-2.9% 10a^-1和-4.3% 10a^-1的速率显著下降。④ RCP4.5和RCP8.5情景下，气温显著升高，干旱指数显著下降，饱和水汽压差显著升高，全国趋向暖干化。⑤ 降水稳定性的降低主导着温带季风区NPP稳定性的降低，而气温稳定性的降低主导着青藏高原区NPP稳定性的降低。本文结果表明，未来气候系统的稳定性降低、气候趋向暖干化将导致全国植被NPP不升反降。因此，积极开展减缓和适应气候变化行动，如双碳行动，具有重要的科学和现实意义。

西南地区是中国重要的碳汇地区，监测植被动态及探究气候变化和人类活动对植被的影响对于深入了解碳循环机制和促进经济可持续发展至关重要。本文通过融合GIMMS NDVI和SPOT NDVI获得1982—2019年1 km NDVI数据，并结合多时相土地利用数据和气象数据，使用趋势分析、偏相关分析和残差趋势分析探究了西南地区人类活动和气候变化对植被动态的相对贡献。结果表明：① 1982—2019年间西南地区NDVI整体呈上升趋势，年均增速为0.0020 a^-1；实施退耕还林前NDVI呈下降趋势，实施后转为上升趋势。② 温度和降水整体对NDVI起促进作用，但存在明显的空间异质性。除中心城市外，温度对NDVI主要起促进作用；而降水对西南地区西部NDVI存在抑制作用，对东部NDVI主要起促进作用。③ 随着气候变化和人类活动影响的区域被分离，气候变化对植被恢复的贡献从30.47%增加到60.28%，而人类活动对植被恢复的贡献从69.53%减少至39.72%。本文研究结果表明在人迹稀少的西南地区西部，人类活动对植被的影响可能会进一步下降。

与传统光学遥感指标相比，微波遥感指标—植被光学厚度（VOD）具有对云和大气敏感性低和不易饱和的优势，可用于监测植被总含水量和生物量的变化。本文基于不同频率的VOD数据集（VODCA C-VOD、X-VOD、Ku-VOD和AMSRU X-VOD），利用趋势分析和残差分析等方法研究了2000—2018年中国不同地区以及不同植被类型VOD的时空动态变化，并在全国及区域尺度上定量评估了气候变化和人类活动的相对贡献。结果表明：① 中国植被VOD呈极显著增加趋势，AMSRU X-VOD增加速率最快（0.062/10a），尤其是华东地区，而VODCA C-VOD增加速率最低（0.013/10a），其中西南地区增速最高；不同植被类型中，草丛的增速最快，其次为针叶林和灌丛。② 降水和辐射的增加促进了华北和西北地区VOD的增加，气温的贡献主要分布在华南和沿海地区，辐射对表征植被冠层的Ku-VOD和X-VOD的贡献较高。③ 不同数据集均表明人类活动是植被VOD增加的主要因素，VODCA C-VOD、Ku-VOD、X-VOD和AMSRU X-VOD的人类活动贡献率分别为171%、48%、43%和30%，在黄土高原、西南地区和东北平原尤为突出。本文研究结果为生态工程成效评价提供新的数据支持，并为未来生态系统管理和碳增汇提供科学依据。

水土资源是农业生产发展不可或缺的重要资源。然而，水资源时空分布不均匀、与耕地分布不匹配已成为影响中国农业可持续发展的关键问题。本文基于现有耕地，面向粮食生产保障与水资源可持续利用的协同，以保障粮食产量的同时减少水资源消耗、降低区域水资源压力为目标，基于像元尺度作物产量、用水量、区域水资源压力等数据，采用CPLEX优化模型，开展中国主要作物（大豆、水稻、玉米、小麦）格局优化，并从作物用水效率和水资源压力两方面分析其水资源效应。结果表明：① 保证产量不变的前提下进行分省作物格局优化，最多可减少用水总量3.63×10¹⁰ m³（降幅为9.60%），平均基线水压力从1.42降至0.90，播种面积可缩减3.08×10⁶ hm²（降幅为3.29%）；② 不同作物优化方向不一，大豆在东北区北部和黄淮海区南部应调减，水稻主要在长江中下游区和华南区中部进行格局调整，玉米整体向东北方向转移，主要在东北区和黄淮海区内部调整，而小麦主要在黄淮海区与长江中下游区北部进行调整；③ 作物协同优化下，小麦灌溉耗水可减少3.08%，其余3种作物减少幅度在20%~30%，水稻灌溉耗水减少量最大（8.52×10⁹ m³）；④ 不同省份作物格局优化对区域水资源的影响有所不同，黑龙江、新疆、内蒙古和安徽四省（区）作物格局优化对灌溉耗水减少量的贡献最大，四川、甘肃和山东则主要体现为作物向水资源压力更小的区域转移，但灌溉总耗水量有小幅增加。本文可为农业生产中的水土资源可持续利用提供决策建议和技术支撑。

城市绿地休闲服务是与城市居民关系最为紧密的城市生态系统服务类型之一。识别城市绿地休闲服务供需失衡关键区并划分规划干预优先级，对于精准提升城市绿地休闲服务供给效率、满足城市居民高品质休闲功能需求具有重要作用。本文以厦门岛为例，利用2019年遥感影像数据、兴趣点数据和统计数据等多源数据，应用InVEST模型、ArcGIS平台和GeoDA等空间分析工具，构建了城市绿地休闲服务供需评价指标体系和研究框架，评价了供需水平及空间聚类特征，并识别划分出供需失衡关键区和规划干预优先级。结果表明：① 厦门岛生境质量和植被生长状态均呈现“南优北劣”的空间分布特征；城市绿地休闲服务供给能力存在显著的空间集聚特征，高—高热点区集中于南部和西部片区。② 常住人口密度与POI核密度均呈现出“总体均质、片区集中”的空间集聚特征；特殊人群人均绿地资源享有率差异较大；城市绿地休闲服务需求水平与供给能力的空间集聚特征相反，高—高热点区分散于西南部及中部片区。③ 识别出387个“低供—高需”失衡关键区单元，主要分布于厦门岛中部及北部片区的居住区，该类区域面临城市绿地休闲服务供不应求的严峻挑战，需要重点修复和优化。④ 划分出5个规划干预优先级，有44个单元处于Ⅳ-Ⅴ级优先区，该类区域需要优先干预，以精准缓解城市绿地休闲服务供需矛盾。