生态环境与气候变化的关系森林生态系统在调节气候方面发挥着重要作用，其通过光合作用吸收二氧化碳，释放氧气，同时借助蒸腾作用调节区域温度和湿度，影响局部气候状况森林中的树木通过叶片上的气孔吸收大气中的二氧化碳，在叶绿体中利用光能将其与水结合，转化为葡萄糖等有机物，一部分用于树木生长，储存在树干、枝叶和根系中，另一部分通过落叶、枯枝回归土壤，形成土壤有机碳，这一过程被称为 “碳汇”，能够有效减少大气中温室气体的浓度，减缓全球变暖速度不同类型的森林碳汇能力存在差异，热带雨林主要分布在赤道附近，全年高温多雨，植被茂密，树木生长速度快，光合作用旺盛，每年每公顷可吸收数十吨二氧化碳，碳汇能力较强；温带阔叶林和针叶林多分布在中纬度地区，受季节影响明显，夏季生长旺盛，冬季落叶或处于休眠状态，虽然生长周期较长，但土壤中积累的有机碳更为稳定，同样具备长期的碳储存功能除碳汇作用外，森林还能通过蒸腾作用向大气中释放水分，一棵成年树木每天可蒸腾数十公斤水分，大片森林形成的水汽进入大气后，可增加空气湿度，在夏季降低周边区域的温度在我国东北林区，夏季森林内部的温度通常比林区外空旷地带低 3-5℃，成为当地居民避暑的天然场所；在冬季，茂密的森林树冠和树干能够阻挡寒风，减缓地表热量散失，使森林周边农田的冻土层厚度比无林区域薄，有利于春季农作物播种。
此外，森林还能影响降水分布，亚马逊热带雨林通过蒸腾作用产生的水汽，一部分形成当地降雨，另一部分随着大气环流输送到南美洲其他地区，对整个南美洲的降水分布产生重要影响然而，气候变化也对森林生态系统产生显著影响，在我国西南地区，近年来气温升高导致干旱频率增加，部分高山针叶林因缺水出现大面积枯萎，同时森林火灾风险上升，2020 年澳大利亚山火持续数月，烧毁数千万公顷森林，不仅使这些森林失去碳汇功能，还向大气中释放了数亿吨二氧化碳，加剧气候变化；同时，气温变化还会影响森林中物种的生长周期和分布范围，我国东北地区的红松原本主要分布在北纬 45° 以北地区，近年来随着气温升高，其分布范围逐渐向北扩展，而部分喜寒的落叶松则因不适应当地温度升高，生长速度减慢，种群数量逐渐减少，破坏森林生态系统的稳定性湿地生态系统与气候变化之间存在密切的相互作用，湿地既能储存大量碳元素，又能通过调节水文循环影响气候，同时气候变化也在改变湿地的生态功能和分布范围湿地中的土壤长期处于积水状态，氧气含量低，微生物活动受到抑制，植物残体分解速度缓慢，大量有机碳在土壤中逐渐积累，形成 “泥炭”，泥炭的碳含量可达 50% 以上，湿地因此被称为 “地球之肾” 和 “碳库”，其单位面积的碳储存量远超森林和草原。
例如，我国东北的扎龙湿地、若尔盖湿地等泥炭湿地，土壤有机碳储量丰富，仅若尔盖湿地的碳储存量就相当于数亿吨二氧化碳，对减少大气中温室气体浓度具有重要意义湿地还能通过调节水文循环影响气候，湿地像海绵一样，在雨季时，湿地土壤和植物根系能够吸收和储存大量水分，减少地表径流，降低洪水发生的频率和强度；在旱季时，湿地释放储存的水分，补充地下水和地表水，增加空气湿度，缓解干旱，从而调节区域降水分布和温度变化我国长江中下游地区的洞庭湖、鄱阳湖等湖泊湿地，在雨季能够储存大量长江洪水，减少下游地区的洪涝灾害；在旱季则通过水分蒸发，增加周边地区的空气湿度，改善局部气候条件此外，湿地表面的水分蒸发会消耗热量，每蒸发 1 克水需要吸收约 2.4 焦耳的热量，大片湿地的蒸发作用可降低周边环境温度，在炎热夏季，湿地周边地区的温度通常比城市低 2-3℃气候变化对湿地的影响主要体现在温度升高和降水模式改变两方面，在我国西北干旱半干旱地区，如内蒙古的居延海湿地，近年来气温升高导致湿地水分蒸发加快，加上上游来水减少，湿地面积从 20 世纪 50 年代的数千平方公里缩小到目前的数百平方公里，部分区域甚至干涸，失去碳储存和水文调节功能；在我国南方地区，降水分布不均导致部分湿地在雨季遭受洪水侵袭，大量水生植物被淹没死亡，在旱季则面临缺水威胁，湿地生态系统的平衡被打破，影响湿地中动植物的生存，例如长江中下游地区的一些湖泊湿地，近年来因旱季水位过低，导致依赖浅水环境繁殖的鹭鸟失去栖息地，种群数量下降。
海洋生态系统在全球气候调节中占据重要地位，其通过吸收大气中的二氧化碳、调节热量分布等方式影响气候变化，同时气候变化也对海洋生态系统的结构和功能产生深远影响海洋覆盖地球表面的 71%，是最大的碳汇库，能够吸收大气中约 30% 的二氧化碳，这些二氧化碳一部分通过海洋植物（如海藻、海草）和浮游植物的光合作用转化为有机物，形成海洋食物链的基础，一部分溶解于海水中，与水结合形成碳酸，进而分解为氢离子和碳酸根离子，碳酸根离子与海水中的钙离子结合形成碳酸钙，长期储存于海洋沉积物中海洋中的浮游植物虽然个体微小，但总量巨大，全球浮游植物每年通过光合作用固定的碳量与陆地植物相当，它们通过食物链将碳元素传递给浮游动物、鱼类等更高营养级生物，部分生物死亡后沉入海底，形成海底沉积物，将碳元素长期封存此外，海洋还能通过洋流调节全球热量分布，赤道附近的海水吸收大量太阳辐射后，通过暖流（如墨西哥湾暖流、日本暖流）向高纬度地区输送热量，使欧洲西部、东亚等地区的气候比同纬度其他地区更为温暖；高纬度地区的冷水则通过寒流（如秘鲁寒流、千岛寒流）向低纬度地区输送，调节低纬度地区的温度，平衡全球温度差异，影响不同地区的气候类型。
气候变化对海洋生态系统的影响最为直观的是海水温度升高和酸化，在热带海域，海水温度升高导致珊瑚礁白化现象频繁发生，珊瑚虫与共生的虫黄藻共生关系破裂，虫黄藻离开珊瑚虫后，珊瑚虫失去食物来源和颜色，逐渐死亡，我国南海部分珊瑚礁白化率已超过 50%，珊瑚礁生态系统遭到严重破坏，失去为鱼类、贝类等海洋生物提供栖息地和庇护所的功能；海水酸化则是由于海洋吸收过多二氧化碳，导致海水 pH 值从工业革命前的 8.2 下降到目前的 8.1，虽然 pH 值变化看似微小，但对海洋生物影响显著，海洋中贝类、甲壳类生物（如牡蛎、虾、蟹）在生长过程中需要吸收海水中的钙离子形成外壳和骨骼，海水酸化会降低海水中钙离子的浓度，抑制外壳和骨骼的形成，导致这些生物生长缓慢、成活率下降，破坏海洋食物链，进而影响整个海洋生态系统的稳定性同时，气候变化还导致海平面上升，近百年来全球海平面已上升约 20 厘米，我国沿海地区的湿地和滩涂被逐渐淹没，如江苏盐城的滨海湿地每年因海平面上升和海岸侵蚀减少数平方公里，进一步减少海洋碳汇能力，加剧气候变化与海洋生态系统的负面循环农业生态系统与气候变化相互影响，气候变化通过改变温度、降水等农业生产条件，影响农作物生长和产量，而农业生产活动也会通过排放温室气体、改变土地利用方式等影响气候变化。
气温升高使农作物生长周期发生变化，在我国华北地区，过去几十年间无霜期延长了 10-15 天，原本只能种植一季冬小麦的地区，现在可实现冬小麦与夏玉米一年两熟，提高了土地利用率；但同时也导致高温干旱、暴雨洪涝等极端天气事件频发，影响农作物播种、生长和收获例如，2022 年夏季，我国长江流域遭遇持续高温干旱，部分地区降水量较常年减少 50% 以上，水稻因缺水无法正常灌浆，产量减少 10%-20%；2023 年夏季，我国华北地区遭遇暴雨洪涝，河北、河南等地的农田被淹没，玉米、大豆等农作物倒伏、腐烂，造成严重减产降水模式改变也对农业生产产生影响，在我国西北地区，近年来降水集中在夏季，导致春季播种期常常面临缺水，农民需要抽取地下水灌溉，增加农业生产成本；而在我国南方地区，部分低洼农田因降水过多，土壤长期积水，引发土壤盐碱化，土壤肥力下降，影响农作物生长农业生产活动对气候变化的影响主要体现在温室气体排放和土地利用变化两方面，农业生产中水稻种植会释放甲烷，水稻田中的有机物在厌氧环境下被微生物分解，产生大量甲烷，我国水稻种植每年释放的甲烷占全球农业甲烷排放量的很大比例；牲畜养殖会释放氧化亚氮，牛、羊等反刍动物在消化过程中会产生甲烷，同时牲畜粪便在分解过程中会释放氧化亚氮，这些都是重要的温室气体，氧化亚氮的温室效应是二氧化碳的 298 倍；同时，为扩大耕地面积，人类砍伐森林、开垦草原，如亚马逊雨林地区每年有数十万公顷森林被开垦为农田，破坏了原本的植被覆盖，减少了碳汇能力，加剧了气候变化。
此外，农业生产中大量使用化肥，部分化肥中的氮元素在土壤中会通过硝化和反硝化作用转化为氧化亚氮释放到大气中，我国农业化肥使用量较大，每年因化肥释放的氧化亚氮占全国氧化亚氮排放总量的相当比例，进一步增加温室气体浓度，形成农业生产与气候变化之间的相互影响循环草原生态系统在调节气候和应对气候变化方面具有独特作用，草原通过植被覆盖减少土壤侵蚀，储存碳元素，同时气候变化也在改变草原的植被组成和生产力草原植被虽然不如森林茂密，但覆盖面积广阔，全球草原面积约占陆地面积的 24%，我国草原面积达 4 亿公顷，占国土面积的 41.7%，草原土壤中储存的有机碳总量可观，草原植物通过光合作用吸收二氧化碳，将碳元素固定在植物体内和土壤中，形成稳定的碳库，我国草原土壤有机碳储量占全国土壤有机碳总量的 30% 以上草原还能通过调节地表反射率影响气候，草原植被覆盖的地表反射率约为 15%-20%，低于裸地的 30%-40%，能够吸收更多的太阳辐射，同时植被的蒸腾作用可增加空气湿度，改善局部气候条件，在我国内蒙古草原地区，夏季草原周边的空气湿度比沙漠地区高 10%-15%此外，草原在防风固沙方面发挥重要作用，草原植被的根系能够固定土壤，减少风力对土壤的侵蚀，我国西北地区的草原是抵御沙漠扩张的重要屏障，能够减少沙尘暴等极端天气的发生频率，2000 年以来，我国通过实施草原生态保护工程，内蒙古、新疆等地的草原植被覆盖度提高，沙尘暴发生频率较之前下降 50% 以上。
气候变化对草原生态系统的影响主要表现为气温升高和降水变化，在我国内蒙古东部草原，近年来气温升高导致草原蒸发量增加，加上降水减少，部分草原因水分不足而退化，植被覆盖度从过去的 70% 以上下降到目前的 50% 以下，甚至出现沙漠化，失去碳汇功能和防风固沙作用；在我国青藏高原草原地区，降水分布不均导致部分草原地区雨季洪涝、旱季干旱，雨季过多的降水导致草原土壤积水，影响牧草根系呼吸，旱季则因缺水导致牧草生长矮小，产量下降，改变草原植被的组成，例如耐旱的针茅逐渐取代喜湿的羊草，破坏草原生态系统的平衡同时，气候变化还导致草原病虫害发生频率增加，在我国新疆草原地区，近年来因气温升高，蝗虫、草原毛虫等病虫害频繁发生，2021 年新疆某草原蝗虫灾害面积达数百万亩，蝗虫啃食牧草，导致草原植被大面积死亡，进一步加剧草原退化，形成草原生态系统退化与气候变化加剧的恶性循环城市生态系统与气候变化之间存在复杂的相互作用，城市人类活动产生大量温室气体，加剧气候变化，而气候变化也通过极端天气事件影响城市生态环境和居民生活城市是人类活动最集中的区域，全球 55% 的人口居住在城市，我国城市化率已超过 60%，城市中的工业生产、交通运输、居民生活等活动会消耗大量化石能源，释放大量二氧化碳、甲烷等温室气体，我国城市地区的二氧化碳排放量占全国总排放量的 70% 以上，是气候变化的重要驱动因素。
城市中的建筑物和道路多为混凝土、沥青等材料，这些材料的比热容较小，吸热能力强，夏季吸收大量太阳辐射后温度迅速升高，形成 “热岛效应”，我国北京、上海、广州等大城市的热岛效应明显，夏季城市中心温度比周边郊区高 2-5℃，进一步加剧区域气候变暖此外，城市中的绿地和水体面积相对较少，我国多数城市的绿地率不足 40%，部分老城区绿地率甚至低于 20%，碳汇能力较弱，无法有效吸收城市产生的温室气体，导致城市区域温室气体浓度高于农村地区，北京城区的二氧化碳浓度比周边农村地区高 10%-15%气候变化对城市生态系统的影响主要体现在极端天气事件频发，气温升高导致城市夏季高温天数增加，我国南方部分城市夏季高温天数已从过去的 10-15 天增。