干旱半干旱区约占全球陆地面积的41%,且承载着约38%的世界人口,是对于气候变化和人类活动影响最敏感的地区。干旱半干旱区在过去百年存在强化增温的现象,且随着干旱程度的加剧和人口的快速增长,这些地区的土地荒漠化风险会进一步加剧,严重影响当地的生态环境,粮食安全和人民生活。因此定量分析人类活动产生的各种辐射因子（温室气体、人为气溶胶等）对半干旱区气候变化的影响,评估全球土地荒漠化的脆弱性对于人类活动的有效调控和经济社会的可持续发展具有重要意义。本文基于CESM（Community Earth System Model）模式并结合地面和卫星观测资料,分析了半干旱区人类活动强度的特征,并确定了由于人类活动排放的温室气体CO₂、人为气溶胶对于典型的东亚半干旱区强化增温的贡献,构建了适用于全球的土地荒漠化脆弱性指数,并对全球土地荒漠化脆弱性的时空分布特征进行了分析。主要研究结果如下:（1）利用世界人口的格点数据（GPWv3,Gridded Population of the World Version 3）和基于CALIOP（Cloud-Aerosol Lidar with Orthogonal Polarization）识别的人为沙尘数据,分析了全球半干旱区人口密度与人为沙尘的分布特征及其两者之间的关系。我国东部和印度半干旱区人口密度最大,且就区域平均而言,印度半干旱区的人口密度增加最快。人为沙尘主要集中在北半球中高纬度地区,半干旱区人为沙尘的含量要明显大于其它地区,夏季大气中人为沙尘的柱含量最大,其次是春季、秋季和冬季。当人口密度大于100人/km²,人口密度的增长大于25人/km²时,半干旱区人为沙尘的含量随人口密度和人口密度的改变的增加而增加,且在农田下垫面最为明显。而在印度农田下垫面,可以表征人类活动对于人为沙尘最直接的影响,该地区人为沙尘的概率分布函数,随着人口密度和人口增长的改变而呈现类似于正态分布的特征。（2）基于CESM的敏感性试验结果,定量分析了在典型的干旱半干旱区——东亚地区,主要的温室气体CO₂,黑炭、硫酸盐气溶胶对于该地区强化增温的贡献。结果表明,东亚干旱半干旱区温度对于CO₂、黑炭和硫酸盐的响应相较湿润区都更为敏感,其中CO₂对于东亚干旱半干旱区的强化增温贡献最大,其次是黑炭,硫酸盐气溶胶的贡献不大。且日最高温和日最低温对于CO₂的响应呈现出明显的非对称性,会导致气温日较差在干旱半干旱区减小,而在湿润地区增大。（3）从全球的角度,根据人口密度,CO₂的排放水平和GDP（Gross Domestic Product）的分布,构建了人类活动强度指数,并进一步结合气候变化和植被变化因子提出了全球土地荒漠化的脆弱性指数。结果表明,人类活动强度在中国东部、日本、印度以及欧洲西部、北美洲东部等地区较大,且随时间呈现增加趋势。全球土地荒漠化脆弱性在沙漠地区周围最大,向外呈现出递减的特征。主要是在我国的西北部地区,北美洲的西部和非洲北部,澳大利亚等地土地荒漠化的脆弱性较大。