研究气候变化影响的方法，通常有三类。（1）实验室模拟或现场观测实验方法；（2）历史相似或类比法；（3）在计算机上进行的数值模拟和预测的方法。以下将分别介绍（1）和（3）两类方法的进展。3.1实验室及现场观测实验研究为进行实验研究，首先建立和发展了各种实验模拟装置和技术，其中包括生物遗传控制技术、控制环境装置和技术，开顶式气候室、天然CO2场等，近年来得到迅速发展(刘世荣等，1996)。借助这些装置可以在人工模拟CO2增加的大气环境中对植物或作物的生理、生长的变化进行研究，或者在一定的控制条件下，在实验室或野外进行实验，或观测，以研究种群生长与竞争，群落结构与生产力，甚至生态系统的功能等。比如，在开顶式CO2浓度倍增的培养室中，对植物的生态、生理、生化及形态变化进行研究，分析植物对CO2倍增的反应机理等。为了在野外进行实验研究，已发展了各种野外观测技术，如用红外分析方法并配置附加气路、电路系统，同步进行农田小气候观测和作物生长发育观测(于沪宁等，1993，于沪宁，1993)。已初步建立了测定土壤―植被系统温室气体排放通量的方法，对中国典型的陆地生态系统(包括农田、森林、草地等)的温室气体排放通量和扩散规律进行了长期的野外定位观测，对CO2通量进行了细致的观测研究。为了探讨CO2浓度增加对作物生产力的直接效应，在不同地力的农田，于冬小麦和夏玉米旺盛生长期放CO2气体，使作用群体冠层中保持空气CO2浓度倍增，用红外CO2分析系统监测CO2浓度，设置CO2释放系统以调节控制试验小区的CO2浓度，同时观测作物生长发育与产量效应。此外，为了解生态系统或生命带对CO2浓度变化的响应，近年来，许多单位还开展了不同波段的遥感观测，正在建立CO2监测网络。3.2模式研究 使用计算机进行数值模拟和预测研究，近年来得到了迅速发展，这类方法为气候变化及其影响研究的定量化提供了最科学最有效和最理想的方法。目前，研究农业、林业、水资源或自然生态系统对全球气候变化响应的模式可概括为静态的，或经验统计模式，和动态的或过程模式两种类型。�3.2.1经验―统计模式该模式是建立在气候与植被、作物、水资源等暴露单位之间非动态的经验或统计关系基础上的数学模型。为研究对暴露单位的影响，需选择当前和未来气候、环境和社会经济基准，并进行比较而得。其中，对未来气候情景或构想的选择有三种方式，一种是综合构想，即给出未来增暖(如1.0℃-4.0℃)或降水变化的统一假定，这是一种最简单或有些主观的方式；第二种方式为相似(包括时间和空间)构想；第三种方式为全球环流(又包括平衡和瞬变)模式构想,这是目前模拟全球气候物理过程唯一较可靠的工具，但鉴于模式有许多不确定性，各类模式间模拟或预测结果仍有很大差别，理所当然所得结果也必然千差万别，因此，这种方式只能说是有发展前途的方式。在我国早期的研究多采用综合构想法，近年来，利用我国历史气候的优势与特色，相似构想法以及利用全球环流或区域气候平衡模式构想法，已取得许多系统成果。此外，各种暴露单位或专业的经验―统计模式，如植被、农业、林业、水资源等模式得到了迅速发展。 在生态环境方面，张新时，周广胜等(1993)引进了Holdridge生命带模型，利用综合构想法研究了未来气候条件下中国及青藏高原植被的演变趋势。同时建立了植被第一性生产力模型(周广胜等，1995)。陈育峰、李克让(1996)在GIS的支持下采用9个综合性气候参数并将土壤作为气候―植被响应关系的限制性因素，建立了中国气候―植被响应模式，提高了模式精度，同时采用全球环境平衡模式构想法提供的网格点上的估算值，研究了对中国主要植被类型的面积、水平和垂直分布的影响。�在农业方面，我国许多科学家利用综合构想法及各类作物模式研究了气候变化对作物和农业的影响。近年来，林而达等(1996)研制了中国随机天气模拟模型，可根据GCMs提供的年、季或月值生成作物模型及主要草地类型的模型所需的气候情景下逐日最高最低气温、太阳辐射和降水量，从而研究了全球气候变化对中国未来主要农作物和畜产量的影响。�在林业方面，徐德应、刘世荣、郭泉水等(1997)通过构建的各树种地理分布的生态气候信息库、应用生态信息系统软件及森林生产力与气候环境变量的相关模型，采用全球环流平衡模式构想法研究了气候变化对中国主要造林树种和森林生产力的影响。�在水资源方面，刘春蓁等(1997)研制了三类不同的随机天气模型、不同气候区的流域水文模型和水资源供需综合评价模型，利用7个平衡GCMs输出的未来气候情景评价了气候变化对我国主要流域水文和水资源的影响。3.2.2过程模式 过程或动力学模式是指以过程为基础，使用已确定的物理定律和理论来表达气候和一个暴露单位之间相互作用的动力学。过程模式考虑的因素较多，较细微。通常，用过程模式进行影响和预测研究比经验―统计模式的基础更扎实。但主要问题是对模式的检验或模拟未来的影响所需输入的资料要求较高，目前的过程模式只限于一些小范围的空间点，有待向更大范围或区域发展。在我国，已经引进或发展了许多过程或动力学模式，并取得初步成果。�CERES、SPUR林窗动态模型是分析森林群落对气候变化敏感性的一种有效工具，它能够揭示气候变化过程中森林群落的组织和生物量的变化及演替，模型考虑了光照、温度、水分对树木生长的影响，包含了从种子发芽、生长到死亡的全过程(陈育峰，李克让，1996)。林窗模型在机制上符合逻辑，在结构上修改灵活，在建立上参数估计容易，在输出上有多样化选择，林窗动态模拟的结果可以用来揭示森林生态系统漫长而又复杂的动态过程，可用来试验人为干拢对森林结构及其变化的影响，检验森林演替理论或假说(邵国凡等，1995。)在我国先后由延晓东、赵士洞(1995)建立了长白山森林的林窗模型、邵国凡、赵士洞等(1995)和吴正方、邓慧平(1996)构建了东北阔叶红松林林窗模型,陈育峰、李克让(1996)建立了四川紫果云杉林窗模型，取得了初步成果。值得指出的是，林窗模型本来只是为模拟森林树木动态过程而建立的，近年来已被推广应用到草原和灌丛动态模拟上，在模拟草原动态过程时，特别强调了地下竞争过程(邵国凡等，1996)�项斌等(1996)在研究紫花苜蓿在CO2倍增下的光合作用、蒸腾作用、气孔导度、水分利用效率的生态生理变化，并在此基础上对紫花苜蓿进行了生态生理过程模型化的研究。肖向明等(1996)应用Century生态系统过程模型模拟了内蒙古草原在1980-1989年的生物量动态，估算了物候变化和CO2倍增对典型草原初级生产力和土壤有机质含量的影响。高琼等(1996)运用空间仿真的方法对东北松嫩平原碱化草地景观动态进行了模拟，在当前的气候条件下，模型的输出结果与观测到的1989-1993年在Ihm2样地内的班块分布动态非常吻合。�潘学标等(1996)构建了一个棉花生长发肓动态模型(COTGROW)，该模型是应用作物模型的理论与方法，融气候土壤环境条件和栽培管理措施为一体的模型，它以逐日气候条件为驱动变量，以土壤条件为基础，以栽培措施为影响因素，以碳素平衡为核心，综合考虑土壤、植株的水分和矿质营养平衡共同对棉株生长发肓、形态发生与脱落和产量、品质形成的影响，该模型亦可模拟CO2浓度变化对产量的影响。�值得指出的是上述动态模型，多数并未考虑过程的反馈机制和相互作用。季劲钧(1996)把陆地表面大气、植被与土壤之间的物理过程和植物的生理生态过程结合起来，建立了一个植被与大气之间双向的相互作用的过程模式。其中，大气一植被相互作用模式是将植物生长机理性模型与大气―植被土壤物理传输模型(即陆面过程模式)相耦合而构成。陆面过程模式包含了发生在大气、植被与土壤之间的能量和水分输送过程，它们将随着植物生长的年变化而改变其强度和分配。植物生长模型中有光合、呼吸过程、干物质在各组织中的分配和凋落物的分解等。这些过程随大气与植被土壤温湿状况、光合有效辐射和大气中的CO2浓度而变化。应用该模型已模拟了温带针阔混交林生物量、CO2、能量和水分通量的年变化，具有较强的模拟能力。如与区域气候模式相嵌套，亦可预测气候变化的区域影响。这是一类具有发展前景的动力学耦合模型。