土地利用与覆被变化能显著改变地表辐射能量通量,影响地表能量平衡过程,改变区域地表温度。在中温带寒冷地区,低温环境导致生长期作物对温度表现出高敏感性,由此,耕地范围地表温度成为该地区农业生产的重要影响因素。三江平原北部地区是我国中温带范围内重要粮食生产基地,在全球气候变暖背景下,该地区水田界限北移明显,水田扩张剧烈,耕地下垫面转化显著。当前对于三江平原水田扩张过程的刻画已有诸多成果,然而针对耕地下垫面转换对地表温度的影响特征仍缺乏具体探讨。水田剧烈扩张是否对局域地表温度产生影响?对瞬时地表温度、作物生长季月均温及生长季年均温影响特征如何?诸如此类有关耕地利用变化具体气候效应的研究仍有待进一步完善。因此,基于土地生态学角度,研究三江平原北部水田规模与空间特征同地表温度关系规律,明晰水田扩张过程对区域地表温度影响,对于深化当前土地利用与覆被变化区域气候效应认识、科学应对全球气候变化、实现土地生态学的土地可持续利用目标、优化土地利用配置具有重要理论与现实意义。本文以中国中温带北部地区三江平原北部为研究区,以研究区水田数量与空间格局以及不同时间尺度地表温度值为研究对象,基于研究范围内行政区划数据、Landsat 8 OLI/TIRS数据、MODIS数据和耕地利用等数据,通过遥感技术方法、地理空间分析方法、统计分析方法和相关性关系分析等方法,从瞬时地表温度、生长季月均温、生长季年均温三种时间尺度分别探讨水田规模与空间特征对地表温度影响效应与趋势,以及水田扩张过程中地表温度具体反馈特征,旨在阐释耕地利用与地表覆被变化对局域地表温度改变的影响,丰富土地利用过程中气候效应内容,结合寒区作物物候特征,为土地利用优化配置与土地可持续利用目标实现提供理论参考。本文主要研究内容与结果如下:(1)不同水田规模对瞬时地表温度影响。基于遥感反演地表温度数据与耕地利用数据,通过不同尺度统计分析方法分析水田与旱地地表温度差异,以相关性分析探究水田规模对反演地表温度影响机制,结果表明反演地表温度与水田规模相关关系呈显著负相关。在研究分析所涉及时点上,地表温度均值随水田面积占耕地面积比例的增大而明显递减,水田种植对地表温度的降温效应显著。就二者相关性程度而言,村域尺度上(约1400 hm~2)地表温度均值与水田占耕地面积的比例间负相关的相关性系数大于0.9,区域地表温度均值对水田规模变动响应显著。(2)作物生长期内水田规模与空间特征对地表温度影响。以1km尺度公里网格为统计单元,统计分析作物主要生长期内不同月份水田规模和空间特征及相应地表温度响应,结果发现,不同作物生长阶段水田降温效应存在差异。研究区耕地范围内LST月均值与水田占比在5～10月均表现为0.01水平上的显著负相关;水田级别与地表温度均值函数关系拟合结果表明,线性关系、二次函数关系和三次函数关系均表现为较高拟合程度,其中三次函数关系拟合度最高,二次函数拟合度次之,线性关系拟合度比二者低。随水田规模增大,地表温度表现为非均匀减少趋势,随水田级别增加水田降温作用呈增强态势。水田规模均匀增加过程中,地表温度降温强度存在明显阈值型特征,当水田比级别达到8级(水田面积占耕地总面积比例>80%)后,差值变化率在各月份均高于平均变化率,水田降温效果较其他规模更显著。此外,水田对地表温度降温效应存在时间阈值,5、6月温差平均变化率较大,此时LST值对水旱田格局变化最为敏感。(3)水田扩张对局域地表温度演化影响。在长时间序列水田扩张对地表温度影响机制探究中,研究主要采用了动态度等数量分析方法、重心转移等空间分析方法以及贡献度指数、降温强度指数等耦合分析方法,结论显示2000～2015年间,研究区耕地利用变化显著,大面积旱田转换为水田,水田规模增加态势显著,并在空间上呈现外延式扩张和重心东北向移动趋势。下垫面特征的快速大规模改变显著影响地表温度特征,研究区耕地日间地表温度生长期均值呈现显著下降趋势,温度距平由正值转变为负值,低温区与次低温区面积扩大,高温区面积显著缩减,分别对应于水田与旱地规模变动。与此同时,低温区域中心偏移与水田重心偏移表现出较高一致性,而高温区重心偏移路径与水田重心移动路径方向相反,空间特征变动耦合关系明显。此外,15年间水田对耕地整体地表温度均值贡献度均为负值,且随水田面积占比的增大,水田贡献度绝对值增大,降温强度不断增加。