农田防护林是对改善农田小气候、改良土壤、减轻自然灾害、实现稳产增产有促进作用的人工林生态系统,是我国北方防护林建设的重要组成部分。为探究三北工程农田防护林的气候效应及对农作物的增产机制,本文将具有典型代表性的东北农田防护林区作为研究区进行了分析。首先,通过确定东北地区农田防护林的空间分布、林龄及生长状况,对农田防护林在区域尺度所形成的防护效应程度进行空间量化。其次,利用MODIS(Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer)和CCI(Climate Change Initiative)数据,分别获取2015~2017年研究区生长季的地表温度和土壤湿度,进而在区域尺度上分析了农田防护林对地表温度和土壤湿度的影响。再次,在应用收获指数法遥感估算农作物产量的基础上,分析了农田防护林对作物产量的影响。最后,对农作物增产机制中农田防护林气候效应的贡献率进行了分析。具体研究结果如下:(1)整个东北地区农田防护林防护效应程度平均值为13.52%。其中,无农田防护林体系的农作物区面积占农作物区总面积的74.03%;农田防护林体系不完整的农作物区面积占农作物区总面积的19.95%;有较好农田防护林体系的农作物区面积占农作物区总面积的6.01%。(2)农田防护林的温度效应结果表明:半干旱区内,栽植农田防护林对地表温度有显著增温效应。其中,八天尺度下全防护效应程度较防护效应程度为0时的温度变化率为0.04~21.10%,增温幅度最高达1.574℃,最低为0.008℃。半湿润区内,栽植农田防护林对地表温度有显著降温效应。其中,八天尺度下全防护效应程度较防护效应程度为0时的温度变化率为0.02~36.36%,降温幅度最高达1.720℃,最低为0.036℃。(3)农田防护林的湿度效应结果表明:半干旱区内,栽植农田防护林对土壤湿度有显著增湿效应。其中,八天尺度下全防护效应程度较防护效应程度为0时的湿度变化率为0.07~10.86%,增湿幅度最大为0.0270 m~3/m~3,最小为0.0002 m~3/m~3。半湿润区内,栽植农田防护林对土壤湿度有显著降湿效应。其中,八天尺度下全防护效应程度较防护效应程度为0时的湿度变化率为0.01~10.13%,降湿幅度最大为0.0277 m~3/m~3,最小为0.00005 m~3/m~3。(4)农田防护林的增产效应结果表明:无论是在半干旱区还是半湿润区,农田防护林对农作物均有增产效应,2015~2017年半干旱区农田防护林的作物增产率为分别4.47%、4.88%、4.34%,半湿润区农田防护林的作物增产率分别为1.10%、0.18%、1.01%,半干旱区内的作物增产效益明显高于半湿润区。在半干旱区内,土壤湿度为农作物生产的关键性限制因子,对作物单产的贡献为43.10%;在半湿润区内,地表温度为农作物生产的关键性限制因子,对作物单产的贡献为10.80%,农田防护林的种植在一定程度上改变了区域小气候,促进农业生产。