陆地生态系统碳收支的模拟研究是当今全球变化问题关注和探讨的热点之一,它不仅对气候变化系统有着重大的影响,而且还与地球系统的生物圈、人类圈等圈层有着紧密的关联。陆地生态系统植被生产力水平的高低是表征陆地生态系统碳收支的一个重要指标,总初级生产力(Gross Primary Productivity,GPP)是大气圈和陆地生态系统碳交换的主要衡量标准之一,而且能够表征植物固碳能力。准确模拟站点及区域尺度的GPP并分析其时空格局,研究陆地生态系统碳收支对人类活动的影响及应对全球变化的响应至关重要。(1)云度系数光能利用率模型(CI-LUE)的构建及验证。在MOD17GPP算法的基础上,通过增加能表征散射辐射变化的云度系数CI,构建了 CI-LUE的GPP估算模型。运用CI-LUE模型模拟了 7个通量站点尺度的GPP,并与MODIS GPP产品和与碳通量塔实测的GPP对比验证,结果表明:与MOD17GPP算法相比,CI-LUE模型与碳通量塔实测的GPP表现出更好的一致性。(2)基于CI-LUE模型的中国陆地生态系统GPP模拟与分析。运用CI-LUE模型,结合气象数据、遥感数据和实测通量数据模拟了 2003-2012年中国陆地生态系统区域尺度1km分辨率的GPP,时间尺度分别为8天和年,并分析了 GPP的时空格局分布特征。GPP的时空分布格局趋势相似,华北和东北地区的GPP值明显高于西北地区,并有西北内陆向东南沿海递增的趋势。(3)中国陆地生态系统GPP的定量分析。按8种生态系统类型逐年分析了2003-2012年陆地生态系统的GPP,并与BEPS模型和GLCV模型的模拟结果定量对比和分析。结果表明:CI-LUE模型的模拟结果优于GLCV模型和BEPS模型的模拟结果,考虑散射辐射的模型能够提升GPP的模拟水平。10年GPP的年均值是4.75Pg C,2003-2012年GPP年总值呈先增加后降低趋势,2007年的GPP年总值达到最大。阔叶林是固定GPP最多的森林生态系统,其次是混交林,最少的是草地。(4)气候变化对GPP的影响分析。逐年分析了 2003-2012年陆地生态系统GPP动态变化趋势。结果分析表明:GPP总体呈现出一种先增加后降低的季节性变化趋势,能够很好的反映单峰季节动态变化。2003-2012年GPP值与光合有效辐射(PAR)呈现出较为一致的变化趋势,GPP的最大值总是集中出现在每年的第200天前后。温度与GPP随时间的变化趋于一致,而降水量对植被GPP的抑制和提升具有滞后效应。