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高寒草甸的水汽、能量和二氧化碳（CO2）传输交换是陆地生态系统水热碳传输的重要组成部分,研究水碳通量变化规律对进一步认识高寒草甸生态系统的水碳循环具有重要意义。本研究通过涡度相关系统测定祁连山通量站高寒草甸的潜热通量和CO2通量,利用蒸发蒸腾量（ET）模型（Penman-Monteith（PM）模型、Priestley-Taylor（PT）模型以及Shuttleworth-Wallace（SW）双源模型）和CO2净交换量（NEE）模型（多元线性回归模型）估算高寒草甸的ET和NEE,通过对比涡度相关法实测和模型模拟ET,得到适用于祁连山高寒草甸的ET估算模型;分析了通量站高寒草甸生态系统的ET、NEE和水分利用效率（WUE）时间变化特征及其对环境因子的响应。分别采用最优ET模型和多元线性回归模型估算祁连山牧试站的ET和NEE,利用水量平衡法计算ET验证优选模型的ET估算结果,分析了长时间序列的高寒草甸ET、NEE和WUE的时间变化特征,为祁连山地区高寒草甸的生态耗水量和生态系统碳交换量研究提供了科学支撑。主要研究结果如下:（1）水量平衡法计算通量站和牧试站多年平均ET分别为1.38 mm/d和1.20 mm/d。通量站水量平衡法计算ET与涡度相关法实测ET的决定系数R~2为0.72（P＜0.01）,表明水量平衡法计算ET结果精度较高,具有较好的适用性。（2）通量站涡度相关法实测平均ET为1.58 mm/d。PM、PT和SW模型与涡度相关法实测ET的决定系数R~2分别为0.79、0.83、0.84,一致性指数d分别为0.89、0.85、0.90,绝对平均误差MAE分别为0.46、0.72、0.42 mm/d,模型的模拟精度为SW＞PM＞PT。涡度相关法实测ET与环境因子的决定系数R~2排序为:净辐射＞气温＞饱和水汽压差＞土壤含水量＞风速＞相对湿度,祁连山地区高寒草甸ET的主要决定因素为净辐射（R~2=0.76,P＜0.01）。最优模型（SW）估算牧试站多年平均ET为1.35 mm/d,SW模型估算与水量平衡法计算ET间决定系数R~2为0.87（P＜0.01）,表明SW模型适用于祁连山高寒草甸ET的模拟。（3）通量站多年平均实测NEE为-72.70 g C/m~2/a,高寒草甸生态系统白天为碳汇,夜间为碳源。小时尺度生长季白天实测NEE与环境因子的决定系数R~2排序为:净辐射＞气温＞饱和水汽压差＞表层土壤温度,祁连山地区高寒草甸白天NEE的主要决定因素为净辐射（R~2=0.35,P＜0.01）;小时尺度生长季夜间实测NEE与环境因子的决定系数R~2排序为:表层土壤温度＞气温＞饱和水汽压差,祁连山地区高寒草甸夜间NEE的主要决定因素为表层土壤温度（R~2=0.39,P＜0.01）;日尺度生长季实测NEE与环境因子的决定系数R~2排序为:表层土壤温度＞饱和水汽压差＞气温＞净辐射,日尺度上高寒草甸NEE的主要决定因素为表层土壤温度（R~2=0.38,P＜0.01）。通量站多元线性回归模型模拟均值较实测均值偏低0.07 g C/m~2/d,决定系数R~2为0.47（P＜0.01）,平均绝对误差MAE为0.68 g C/m~2/d,绝对值修正后的一致性指数d为0.62。综合来看,多元线性回归模型模拟值与实测值拟合度较好。多元线性回归模型模拟牧试站NEE在生长季为碳汇,整体上呈微弱增加趋势,2013年较2004年整个生态系统碳吸收能力增加了39.16%。（4）通量站WUE呈二次曲线增长趋势,2010年高寒草甸的WUE为5.00 g C/m~2/mm,比2003年增长了70.75%。牧试站WUE整体上呈微弱增加趋势,2011年高寒草甸的WUE为3.59 g C/m~2/mm,比2005年增长了19.03%。通量站WUE与环境因子的决定系数R~2排序为:饱和水汽压差＞表层土壤温度＞气温＞降水量＞净辐射＞土壤含水量,表明祁连山地区高寒草甸WUE的主要决定因素为饱和水汽压差（R~2=0.58,P＜0.01）。综上结果,本研究可为祁连山地区水碳资源可持续利用提供科学合理的技术支持。