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陆地生态系统通过植物光合作用吸收CO2,每年可封存约25%人类活动造成的CO2排放量,是地球系统主要的碳汇方式,也是减缓气候变暖速率的重要途径。干旱和热浪作为典型极端气候事件,可能对陆地生态系统产生严重的水分和热量胁迫,造成植被的碳吸收减弱甚至大面积消亡,进而通过改变地表能量平衡和陆地碳汇等生物物理和化学过程对气候变暖产生正反馈,加剧气候变暖的速率。干旱和热浪等极端气候对于陆地生态系统结构和功能的影响,一方面取决于极端气候的变异性,另一方面取决于生态系统的适应性或耐受性。因此,不同区域或类型的植被可能对干旱和热浪具有不同的响应过程,但目前这种响应机理和演变规律仍未得到充分揭示。本研究以长江流域为研究对象,基于长期历史观测气候数据、Noah陆面模式模拟的水文数据、多源卫星遥感反演的叶面积指数（LAI）和光合模型模拟的植被生产力（GPP）数据,分析长江流域气候和水文变化基本特征,解析流域干旱和热浪的时空变化及成因,探讨干旱和热浪对流域植被LAI和GPP的影响以及可能的机理过程,构建藤Copula模型定量评估干热复合极端气候造成植被GPP损失的风险,研究的主要结论如下:（1）以标准降水蒸散发指数（SPEI）和累积热浪指数（CHWI）分别表征流域的干湿和高温热浪状况,分析长江流域的干湿和热浪变化格局,结果表明:流域SPEI没有显著的变化趋势,但存在较大的年代际变异;大体上1997/1998年之前SPEI呈增加趋势,由偏旱向湿润转变,之后呈减小趋势之后,由湿润转向干旱。CHWI在流域尺度和各植被类型尺度均显著增加,指示了全区热浪强度显著增强。基于EOF分析解析了长江流域SPEI和CHWI的时空变异,利用合成分析揭示流域SPEI和CHWI空间主模态对应的大气异常特征,通过逐步回归建立SPEI和CHWI不同模态变化与大尺度气候异常的联系,结果表明大尺度气候异常通过引起西太平洋副高位置、强度、面积异常,导致长江流域不同区域水汽输入变化,进而引起干旱和热浪空间格局变化。（2）长江流域植被LAI和GPP自1980s以来均呈显著增加趋势,表明长江流域植被整体变绿、生产力增加,生态整体趋好的变化特征。在整个研究时间段内（1982–2016）,LAI和GPP对SPEI和CHWI的变异不敏感。然而,通过9年滑动窗口进行分析,检验植被LAI和GPP对SPEI和CHWI敏感性(LAISPEI/LAICHWI和GPPSPEI/GPPCHWI)的变化,研究发现自1980s以来不同类型植被LAISPEI/LAICHWI和GPPSPEI/GPPCHWI存在很大变化（正负效应发生转变）,导致在长时间尺度上SPEI和CHWI对LAI和GPP变异无显著影响。具体而言,多数森林生态系统LAISPEI和GPPSPEI经历了显著降低的过程,表示干旱对LAI和GPP增加的限制作用减弱;稀树草原和旱地的LAISPEI和GPPSPEI呈显著增加趋势,由负相关转变为正相关,意味着干旱对植被LAI和GPP增加的限制作用在增强。除草地LAICHWI和GPPCHWI呈显著增加趋势之外,其它类型植被LAICHWI和GPPCHWI均经历了先增大后减小的转变过程。（3）分析气候因子（温度和降水）以及生物因子（LAI）对植被LAISPEI/LAICHWI和GPPSPEI/GPPCHWI长期变化的影响,结果表明:不同类型植被LAISPEI/LAICHWI和GPPSPEI/GPPCHWI存在很大的异质性,除草地类型LAISPEI/LAICHWI和GPPSPEI/GPPCHWI随温度的升高持续升高外,其他类型植被LAISPEI和LAICHWI呈先增加后降低的响应曲线,表示在一定温度范围内升温有利于增强植被对干旱（负效应增强）和热浪（正效应减弱）的敏感性,但超过一定温度则会降低干旱（正效应增强）和热浪（负效应增强）的敏感性;随着降水量的增加,除落叶阔叶林LAISPEI和LAICHWI随着降水量的增加而降低外,其它类型植被LAISPEI和LAICHWI随着降水量增加呈增加趋势,表示湿润期干旱的负效应更强、热浪的负效应更弱。（4）构建基于温度胁迫、水分胁迫和GPP的三维藤Copula模型,分析不同干热条件下GPP损伤的条件概率,结果表明:长江流域GPP受温度胁迫的影响总体大于受水分胁迫的影响,但是不同植被类型对于温度和水分胁迫的响应有所不同,森林、灌木和草地植被在温度较低的地区更为脆弱,而疏林和农田在温度较高地区更为脆弱。空间上流域源头区、西南部云贵高原地区,复合干热胁迫导致GPP损伤的概率较大,植被GPP受损随着热浪的加剧增加,大约5%的区域受到严重的影响（受损概率从10%上升至20%–50%）;植被GPP损失的概率随着干旱的加剧而增加,约20%区域GPP损失的概率从10%上升到20%以上（最大达到80%）。研究揭示了长江流域在普遍增温的背景下,植被整体趋好的变化过程（LAI和GPP增加）可能通过改变流域水文循环过程（ET、Runoff、SM）和气候变率（降温）,从而降低干旱和热浪引起植被碳吸收减少的风险。因此,实施生态保护工程,保持生态系统,尤其森林生态系统,维持较高的植被覆盖度,降低人为活动对生态系统的破坏,是提高生态系统面对干旱和热浪极端气候的抵抗力,维持生态系统服务功能的稳定和发展,增加长江流域乃至我国陆地生态系统碳汇能力的关键。