陆地植被是地球碳循环的关键组成环节。植被通过光合作用将碳以有机碳量的形式固定下来,这一能力可以用植被总初级生产力(Gross Primary Productivity,GPP)来测度。GPP在陆地碳循环、变化及储存的研究中有着重要的地位。而GPP的时空动态变化也深受气候影响。面对全球变暖的挑战,科学认识植被动态对极端气候变化的响应成为当下研究的热点之一。作为我国最大的流域,长江流域植被类型丰富,气候跨区多样,是典型且复杂的生态区域,同时流域又有着重要的社会经济地位,因此,研究该区域极端气候事件与GPP的相互作用与反馈机制具有重要的意义。本文研究区为长江流域全域,研究时长为1982年至2016年。为了细化全流域内研究要素的时空分异特征,又将全流域划分为了高原亚寒带半干旱区、高原亚寒带半湿润区、高原温带湿润、半湿润区、北亚热带湿润区及中亚热带湿润区五个气候分区,考虑到植被的物候属性,将每年的5-10月定义为研究区植被的生长季,并以此进行了研究区植被GPP、极端气候事件的时空变化及相应研究。首先使用改进的MODIS算法重建研究区植被GPP,分别在全域及气候分区尺度上对其进行了时间变化的分析,又在全年与生长季的时间尺度上研究了流域植被GPP的空间均值分布特征。同时,建立流域极端气候数据集,对研究区极端气候时空动态变化也进行了总结。在此基础上,对流域植被生长季GPP的极端气候时空响应特征进行量化,分别做了两研究要素间的相关性分析与滞后性分析。主要包括以下研究内容:(1)讨论总结了长江流域植被GPP的时空变化特征和趋势。(1)1982年到2016年,年均GPP在流域内以显著趋势增加,但上升幅度差异依旧在不同气候分区之间存在,其中,中亚热带湿润区的涨幅最小。一致的GPP时间变化特征在生长季及全年尺度上发生,即在波动中提高,增大趋势在高原温带湿润、半湿润区并不显著,在其他气候区则明显增加;(2)同样相似的GPP均值空间分布也在年际和生长季水平上表现,低值空间均值的像素多于高原气候区聚集,而高值均值区的主要分布区是亚热带湿润区;(3)对GPP的空间趋势分布而言,同样相似的分布趋势发生在年际和生长季尺度上。从全流域整体上看,各时间尺度GPP以降低为主要趋势的像元远比增加趋势的少。下降趋势主要发生在高原温带湿润、半湿润区的中东部、北亚热带湿润区的西北部及中亚热带湿润区的西南部,在中亚热带湿润区的四川盆地、江南丘陵山地的东南部及长江中下游平原的北部,GPP的空间分布趋势显著变大。(2)对长江流域极端气候事件的时空分异规律进行了讨论分析。极端气候事件的表征指标采用了世界气候变化检测和指标专家组(ETCCDMI)的定义,同时结合研究区所能获取的数据特征,选取了10个指标,包括4个描述冷热日数的气温相对指标、4个描述日极高、极低气温的极值指标和2个表征短期非正常降水量的降水指标。得到以下结论:(1)首先,对于年际极端气候指标的时间变化来说,本世纪头16年是极端气温事件中极值高发的时间,明显的降低趋势发生在冷指标上,且低温事件出现的频率显著降少,暖指标显著增加,高温事件的发生越来越多。35年里,整个研究区的气温变化为向暖发展,不显著的上升趋势发生在极端降水量指标表征的非正常降水事件上,由于特大洪涝灾害的出现,1998年是极端降水最大值的产生年份。生长季气候指标时间变化与全年趋同。(2)接近的时空变化趋势也在各气候分区同全域间发生。具体到各指标,与全域最为接近的变化分布趋势产生在气温相对指标上,而显著的区域差异在极值指标上出现。北亚热带湿润区贡献了表征极高气温事件的指数的最大年均值,该区域的北部同时也聚集着大量的气温暖指标上升像元,在该区东部的长江中下游平原及中亚热带湿润区的东部,冷指数则呈下降趋势。极端降水表征指数的增加倾向发生在由西北内陆到东部沿海的区域,也就是从高原亚寒带区至亚热带湿润区。最大降水指标年均值多出现在中亚热带湿润区,与之相反,极端降水年均值的极小值几乎都出自高原亚寒带半干旱区。在全域及各分区尺度上,极端降水事件的变化均没有气温明显。(3)分析总结了长江流域生长季GPP的全域、气候分区尺度上对极端气候的相关性及滞后性时空响应特征。得到成果如下:(1)对流域植被的生长季总初级生产力而言,总体来看,极端气温对其产生的影响更大。生长季GPP的明显上升由升温趋势带来。针对气候分区,特殊情景发生在高原温带湿润、半湿润区,区别于其他分区,在时间上极端降水事件该抑制了生长季植被GPP的增加。除此之外,整体相关性在全域呈现出冷指标削弱生长季GPP,暖指标、极值指标与降水指标提高生长季GPP增加的特征;(2)相似的空间响应特征也在研究区呈现。高原亚寒带区与亚热带湿润区东部作为极值指标正相关生长季GPP的分布区,也出现了气候暖指标加速生长季GPP上升的倾向,而GPP对极端降水事件的积极响应同样也在这里集中。冷指数在高原温带湿润、半湿润区的川西藏东地区的东部以及中亚热带区的西部对生长季GPP产生正面作用,与此相反,极值指标和降水量指标则在该区消极影响植被生长季生长;(3)植被对极端气候及时迅速的响应特征发生在长江流域,处于生长季的植被,一旦极端气候事件产生,月内其GPP就会受到影响。区域差异存在于滞后效应的作用时长上,上游地区受降水量控制作用的时间长达2个月,但受极端气温的影响仅持续1个月,中下游地区刚好相反,极端降水事件对植被持续影响1个月,而极端气温则能持续影响2个月之久。