IPCC在第四次气候变化评估报告中称：“气候变暖是不争的事实”，并且90％以上是人为作用的贡献；然而NIPCC和部分科学家坚持认为，地球气温变化属正常的自然波动，地表气温变化主要是受太阳活动的影响。人类活动到底是不是全球变暖的主要原因?要求解这一问题，首先必须深入研究人类活动引起的碳排放状况，建立陆地生态系统过程碳循环机理模型，进一步理清气候变暖与碳排放的关系。　　 本文通过研究陆地生态系统碳循环模式，在明确不同空间尺度碳源类型和排放量计算方法之后，主要结合人口数据空间化技术，提出了结构简单，适用性强的碳排放空间分布模拟模型--基于人口、土地的碳排放空间分布模拟模型。　　 普渡大学的Vulcan项目模拟了美国碳排放空间分布，本文在研究Vulcan模型的基础上，结合我国的产业结构，提出了适合我国应用的Vulcan演变模型，以便于比较。Vulcan演变模型无论是在碳排放计算还是在空间化方面都具有较高的准确度，但是这种模型对配套数据提出了较高的要求。　　 在明确应用需求，提出理论模型以后，设计了面向碳管理的社会经济数据空间化系统的体系结构，即四层的SOA架构以便于与数字城市平台或其它应用系统集成和互操作。最后将提出的理论模型予以实现，并研发了原型系统。应用这一系统，实现了全球与任意区域（如中国、美国区域）多个年度的碳排放空间分布模拟。