生态系统、人类活动和气候变化之间存在着错综复杂的关系，土地利用/覆盖变化是链接三者的关键和核心，因此要解决土地利用/覆盖变化这样复杂的全球变化问题，必须综合考虑自然、社会经济等学科的相关科学见解，所以利用综合评估工具对其进行系统的“综合评价”是必然选择。本论文在全面分析已有相关科学研究的基础上，综合考虑社会能源经济环境，在气候变化综合评估框架下，利用改进的全球气候变化综合评估模型GCAM，根据碳税方案和低碳减排技术方案设定了有碳捕获和封存技术（CCS）和没有碳捕获和封存技术(NOCCS)两组气候政策情景，在每组气候政策情景下，分别设置了450ppm、500ppm和550ppm三种限制目标浓度情景。在此基础上基于未来生物能源会得到大力发展和2020年全球开始实施碳税方案的假设，分析比较了参考情景（BAU）、两组政策情景以及每种限制浓度情景下1990-2095年间土地利用变化、碳排放、生物能源供给等关键输出变量的变化特征，分析了在实施气候政策情景下中国未来土地利用变化的数量和空间分布特征，以及由此引起的碳排放变化趋势，模拟了特定土地利用类型生物能源的生产供应及其未来的数量变化和空间分布格局，并就生物能源发展对农业经济、能源消费和土地利用结构等的影响进行分析。另外，本论文还剖析了碳税和碳捕获与封存技术在减缓气候变化方面的作用。旨在为进一步探索应对气候变化的土地利用最优化配置格局以及国家和区域在应对气候变化方面提供政策建议和参考依据。在本文设定的情景下，主要研究结论如下：（1）在全球气候综合评估框架下，基于利润最大化的土地分配机制，本文利用GCAM模型模拟分析了不同情景下2005-2095年时段内耕地、休闲地等其他耕地、森林（包括管理森林和未管理森林）、草地（包括管理草地和未管理草地）、能源作物以及主要农作物的面积变化趋势。研究结果表明：在没有气候政策的参考情景下农林产品和畜牧产品的需求随着人口的增长和生活水平的提高而增加，主要是由于收入水平的提高促使人们倾向于消耗更多的畜牧产品；全球农产品市场价格波动幅度不大；到2020年由于能源作物的引入，各种利用类型的土地面积有一个急剧转变期，2020年后耕地面积呈现下降趋势，管理森林略呈上涨趋势，管理草地在2050年左右达到高峰然后急剧下降，未管理森林和未管理草地呈现略下降趋势，休闲地等其他可耕地面积基本保持不变；在主要粮食作物播种面积上，小麦和水稻的的种植面积整体上呈现下降趋势，玉米的种植面积整体上也呈下降趋势，但2050年有小幅回升；能源作物的种植面积呈现快速上升趋势，主要是由于能源需求的增长所造成的。在实施气候政策情景下，陆地生态系统的碳汇价值形成，土地所有者更愿意增加储存土壤植被碳来增加土地利润，碳税越高土地碳汇价值越大；土地分配机制是碳税政策、能源价格、农产品价格以及土地生产力和播种面积等共同作用的结果。在气候政策情景下耕地面积整体呈现上升趋势，变化幅度较大，休闲地等其他耕地面积呈现快速下降趋势；由于采伐等生产成本的增加，管理森林和管理草地呈现下降趋势，未管理草地、天然草地和灌木林的面积亦呈现下降趋势；由于碳汇价值增加，未管理森林的面积快速增加；全球农产品价格的上涨导致三大类作物玉米、小麦和水稻的种植面积增加，2050年出现种植峰值，整体上看，与2005年相比小麦和水稻的播种面积呈现下降趋势。（2）人类活动所导致的土地利用/覆盖变化是陆地和大气碳循环最直接的影响因子，而土地利用类型之间的转变是土地利用变化引起碳排放的主要原因，本研究在所设置的情景下的研究结果表明：气候政策情景下土地利用变化引起的碳排放在同一模拟时段内明显小于没有气候政策实施的参考情景（BAU），并且在2050后陆地生态系统表现为一致的碳汇功能；由于能源作物的种植，2020年是土地利用碳排放的跃变期，同一模拟时段内低浓度限制情景下的土地利用变化排放明显小于高浓度限制情景，进一步说明了气候政策在温室气体减排方面的作用。（3）生物能源是解决目前能源危机、环境问题以及减缓气候变化的有效途径。本研究在气候变化综合评估框架下模拟了农林剩余物、城市有机废弃物（MSW）及以柳枝稷和柳属等为代表的二代生物能源的生产供应及分布状况，结果表明：在实施气候政策的情景下，生物能源的可供应量是生物能源需求、高碳税和CCS技术共同驱动的结果，高价格导致高产量；农林剩余物和城市有机垃圾虽然本质上也是来源于土地产品，但并不直接占有多余的土地，不参与土地的分配竞争，生物能源价格越高产量越大；能源作物的种植面积是生物能源价格、碳税政策、陆地生态系统碳汇价值等基于利润最大化的土地分配结果，但高碳价减弱了能源作物种植面积的增加趋势；碳捕获与封存技术和生物能源发电结合产生的“负排放效应”增加了其相对利润，促使有碳捕获与封存技术情景下的生物能源越有竞争力；能源作物的主要分布区域是AEZ11和AEZ12，而且随着碳价的增加其分布区域有扩大的趋势。城市有机垃圾主要来源于食物和林木废弃品，生物能源价格越高其可供应量就越大。（4）生物能源发展对农产品市场价格、能源消费结构、土地利用结构、生态环境、水资源和生物多样性等都有一定的影响，本文模拟了二代生物能源并分析预测了在2005-2095年时段内生物能源发展对农业经济、能源消费结构和土地利用结构等的影响，结果表明：农产品市场：在没有实施气候政策的参考情景下，生物能源价格和粮食价格波动幅度不大，二者之间呈一定的负相关；从2020年开始，随着生物能源的大力发展，在气候政策情景下生物能源价格和粮食价格之间表现出很强的相关性，碳价越高生物能源价格越高，粮食价格变化也越大，二者呈现一致的变化趋势。碳捕获与封存技术减弱了粮食价格变化趋势，在同一限制浓度情景，具有碳捕获与封存技术的粮食价格变化趋势小于没有碳捕获与封存技术的粮食价格变化。能源消费结构：在没有实施气候政策的参考情景下，能源消费总量呈上升趋势，从2005到2095年，化石能源消费平均占一次能源消费总量的88%左右，生物能源平均占一次能源消费总量的4%左右（2005-2095）；在实施气候政策情景下，能源消费总量明显下降，到2050年左右出现消费高峰，一次能源的占有比例降低，生物能源的占有比例增加；生物能源的发展在一定程度上改变了能源消费结构，政策制定越严厉生物能源的消费比例越大。土地利用结构：生物能源作物种植面积的增加直接带来休闲地等耕地面积的减少，而且能源作物种植也导致了森林、牧草地、天然草地和灌木林等土地类型数量的变化。（5）碳捕获与封存技术是减缓气候变化的重要选择方案。本文比较分析了两组气候政策情景中2005-2095时段内碳捕获与封存技术对减缓气候变化的影响，结果表明：达到不同限制目标浓度情景下显示出不同碳税路径，在极端低浓度限制条件下到本世纪末会产生相当高的碳税，在2020年CCS450、CCS500、CCS550、NOCCS450、NOCCS500和NOCCS550等六个限制浓度情景下碳税价格分别是364元、204元、118元、616元、327元和166元（2005年不变价），限制浓度越低碳税越高，在同一限制浓度情景下没有碳捕获与封存技术的情景下碳税明显增加；减排成本的变化和碳税价格的变化趋势一致，CCS450、CCS500、CCS550、NOCCS450、NOCCS500和NOCCS550等6个限制浓度情景下的减排成本分别占2020年GDP总量的0.13%、0.05%、0.02%、0.34%、0.11%、0.04%，这说明CCS技术在满足目标浓度中具有积极的作用。（6）本文就农业生产力变化对关键输出变量、土地利用面积变化、土地利用排放、二氧化碳浓度等模拟结果的影响进行了敏感性分析，结果表明：农业生产力的提高在一定程度上可以降低大气中温室气体浓度；农作物价格对生产力的变化较为敏感，生产力的提高在一定程度上可以降低农作物价格；生产力增加可以提高能源作物的生产量，但对来自农林剩余物的生物能源影响不大；在长时间尺度上，农业生产力的增加可以降低化石能源的消耗量。