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气候变化已成为当今世界重要的环境问题之一,它对生态环境和社会经济具有一定的影响。温度、降水和风速等气候要素对不同地形植被生产力的影响不同。本文以多伦县为研究对象,使用深度学习方法模拟了研究区地形要素对生态环境因子（水和热）状况空间分布的影响,并通过数学模型分析了不同气候变化情景对地上净初级生产力（ANPP）的影响。详细研究方法为:（i）通过Mann-Kendall统计检验和小波分析等方法分析了研究区1980-2019年生长季气温、降水和干旱程度（基于标准化降水指数,SPI）的变化趋势和周期性特征。（ii）通过回归分析、趋势分析和稳定性分析等方法,分析了研究区2001-2019年通过MODIS遥感数据获取的地表温度（LST）和土壤湿度（使用温度-植被干旱指数（TVDI）进行反演获得）的空间变化趋势和稳定性,并利用自然间断点分级划分方法分析了LST和TVDI在区域的空间变化规律。（iii）通过深度学习方法分别模拟了研究区LST和TVDI的空间分布与气象站点的空气温度和土壤湿度及研究区地形因子的关系。（iv）基于前述深度学习建立的模型,通过CASA模型分析了不同气候（气温和降水）变化情景模式下研究区生长季的ANPP的变化情况。主要研究结论如下:（1）研究区多年生长季温度、降水和干旱气候变化特征。气温以0.042℃/a的速率显著上升（r=0.685）,其中1980-2000年线性倾向率是2001-2019年的2倍,这表明该区域温度升高有减缓的趋势。降水量在1980-2019年总体呈下降趋势（-0.2884mm/a）。但这一趋势呈波动变化,降水量在1980-2000年呈上升趋势（4.783mm/a）,在2000和2001年急剧下降,而后从2001-2019年起又呈上升趋势（2.284mm/a）。相应地,研究区总体呈干旱化趋势（SPI指数倾向率-0.0038/a）。1980-2000年干旱减轻（SPI指数倾向率0.074/a）,2001发生极严重干旱,此后湿润度又呈增加趋势（SPI指数倾向率0.037/a）。温度、降水和SPI随年份变化并不是呈简单的线性变化,在不同时段其变化趋势具有一定差异,尤其降水和SPI时段差异性较大。在对气温、降水和干旱程度分析时,应考虑时间尺度问题,时间尺度的不同会产生不同结果。（2）LST和TVDI空间变化特征。基于2001-2019年MODIS遥感卫星数据,LST在29.05℃≤LST<30.60℃时面积占比最大,占总面积的66.66%。在2001-2019年,低温（23.05℃≤LST<27.65℃）区和次低温（27.65℃≤LST<29.05℃）区面积有扩大趋势;中温（29.05℃≤LST<29.89℃）区、次高温（29.89℃≤LST<30.60℃）区及高温（30.60℃≤LST<31.24℃）区面积有缩小趋势。TVDI指数对土壤湿度有很好的反演效果。研究区土壤湿度主要以正常状态为主（占总面积的50.48%）。区域土壤湿度状态有向湿润方向变化的趋势,土壤湿度为正常和湿润状态的面积有扩大的趋势,而干旱状态的面积有缩小的趋势。（3）深度学习方法模拟研究区生长季LST空间变化时模拟值和实测值决定系数（R2）达0.8125,平均绝对误差（MAE）为0.53℃,均方误差（MSE）为0.46℃。研究发现,影响LST空间分布的主要因子有气象站点温度、NDVI、海拔、太阳辐射、地表反射率、坡度和坡向,其特征重要度分别为0.58、0.238、0.134、0.014、0.013、0.01和0.008。在其它因子一定时,生长季LST是气温的1.7倍。随着NDVI增加,LST下降,这表明植被覆盖度对LST具有一定的调节作用。LST随海拔和坡度的增加呈先增加后减小的变化趋势,其变化幅度较小;在东、东南和南坡向的LST较高,北、西北和西坡向的LST较低,随着温度的升高,海拔、坡度和坡向的LST呈增加的趋势。（4）深度学习方法模拟TVDI时,MAE为0.06,MSE为0.01和R2为0.7765。通过定量海拔、NDVI,地表反射率等因素,进而分析LST与TVDI的变化关系。研究结果表明:在生长季,随LST的增加,土壤湿度呈减小趋势,这可能会导致区域缺水或干旱的发生。TVDI随降水的增加呈减小趋势,即降水量越大,土壤含水量越高。TVDI随海拔的升高呈先增加后减小的变化趋势,即土壤湿度呈先减小后增加的变化趋势。（5）深度学习方法模拟GDD时,MAE为23.8℃、MSE为883.22℃和R2为0.9217,GDD随温度的升高呈增加趋势,随着海拔和坡度的增加GDD呈先增加后减小的变化趋势,变化幅度较小;在东、东南和南坡向的GDD较高,北、西北和西坡向的GDD较低。随着温度的升高,海拔、坡度和坡向的GDD也呈增加的趋势。（6）地上生产力受水热共同因素的影响,本文发现温度和降水的增加对ANPP有积极作用。不同水热情景下,随海拔的升高,ANPP均呈增加趋势随坡度增加呈先减小后增加的变化趋势;北和西北坡向的ANPP较高,在西和东南坡向上ANPP较低。本文系统分析了研究区时间尺度和空间尺度下水热变化特征,并分析了气候变化对不同地形地上净初级生产力的影响,克服了遥感方法只能监测当前生态环境因子的局限,使研究不同地形条件下生态环境因子对气候变化的响应成为可能。研究结果可为气候变化下研究区生态环境保护提供理论参考、对区域可持续发展具有重要意义。