以内蒙古清水河县为研究区,选用2000、2005、2010年三期Landsat 5TM及2015年Landsat 8OLI_TIRS遥感影像,以中国土地利用/土地覆盖遥感监测数据分类系统为参考,将土地利用类型划分为林地与非林地两大类。通过野外调查,建立解译标志,结合ENVI5.0平台监督分类法,获取了林地和非林地类型数据。采用辐射传导、单窗及单通道算法,估算2000、2005、2010及2015年地表温度,并通过精度检验方法对地温反演结果进行对比择优。通过单一类型区变化动态度及空间静态分析法,对2000-2015年不同林地及非林地类型及地表温度、相对地表温度分级类型区时空变化规律进行分析;采用林地景观格局指数及相对地表温度聚集效应指数模型,分析2000-2015年单一林地类型与地表温度分级类型区的空间分布的聚集性;结合多元逐步空间回归模型与二元逻辑回归模型,分别对2000-2015年林地景观格局指数与对应年份地表温度空间分布及2015年林地及非林地覆被单一用地类型空间模拟与不同地表温度分级类型区分布模拟数据间的双变量空间相关性进行分析。主要研究结果如下:1)2000-2015年现状林地及非林地类型空间分布格局形态分别呈现为覆被分布密度自东南向西北递减与递增的变化特征,单一用地类型年均变化动态度为灌木林>有林地>耕地>草地;2015-2030年模拟林地及非林地覆被类型空间分布形态变化与现状近似,林地覆被范围显著扩展,单一林地类型年均变化动态度为疏林地>其他林地>有林地>灌木林;2)2000-2015年及2015-2030年地表温度分级类型区的空间布局形态均呈现为温度分区等级西北向东南渐次递减及低等温度区聚集分布范围由东南向西北持续扩展趋向。模拟期间不同等级温度区年均动态度为低等温度区>次低等温度区>中等温度区>次高等温度区>高等温度区。地表温度空间分布模拟变化规律与林地或非林地景观格局模拟布局形态具有高度空间一致性;3)灌木林覆被对地表热环境的降温作用高于疏林地对地表热环境的升温作用,郁闭度越高林地类型对地表热环境所产生的降温作用越明显。同类林地覆被局部空间规模化扩展对于缓解地区热环境效应具有积极作用,同类斑块分布聚集规模大小与地表温度分布变化呈正比关系。