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陆地生态系统碳循环在全球碳循环中扮演着重要的角色,研究陆地生态系统碳循环对预测未来大气CO2浓度及应对气候变化具有重要意义。本文运用锡林浩特国家气候观象台和锦州农业生态环境观测研究基地的生长季的地面观测资料和卫星遥感资料,分析了驱动生态系统呼吸的关键环境因子和生物因子,比较了不同呼吸模型在两种生态系统中的表现,并选择合适的呼吸模型用来优化植被光合呼吸模型（Vegetation Photosynthesis and Respiration Model,VPRM）中的呼吸部分,验证优化模型在两种生态系统净碳交换模拟中的应用效果,并从模型机理角度分析模型的不足及可能的改进方向;在此基础上探究太阳诱导叶绿素荧光（Sun-Induced chlorophyll Fluorescence,SIF）在草地和农田生态系统中估算总初级生产力（Gross Primary Productivity,GPP）的应用潜力。本文得到以下主要结论:（1）温度、水分以及生物因子共同影响着生态系统的呼吸作用,综合考虑生态系统环境因子和生物因子的呼吸模型（EVI-连乘模型）可以更好地反应半干旱草原和农田生态系统的呼吸作用,在这两个生态系统中呼吸模型的决定系数（R2）分别为0.61和0.55;并且该模型在两个生态系统中对呼吸作用同样表现出更好的模拟效果,R2分别为0.572和0.613,斜率为0.671和0.390。（2）VPRM模型呼吸项的改进提高了模型对在草原和农田生态系统中生长季夜间NEE的模拟效果,其中草原模拟的夜间NEE与观测值之间的R2从0.299增至0.574,农田生态系统的R2由0.208提高到0.582,但对于整个生长季,VPRM模型优化前后对NEE的模拟效果并无明显差异,这可能是因为白天VPRM模型光合作用项的模拟结果对NEE的影响更大。（3）WRF-VPRM模式对气象要素有较好的模拟结果。2m温度、向下短波辐射的模拟值与观测值之间的R2分别为0.865、0.884。尽管VPRM及其优化模型对NEE的模拟值会低估NEE的峰值,但其仍能较好地反应NEE的日变化特征。模式对锡林浩特地区大气CO2浓度的模拟可以较为准确地反应其变化趋势,两者之间的R2为0.548,平均偏差为13.8ppm。（4）在内蒙古半干旱草原生态系统和锦州农田生态系统生长季,SIF与GPP均具有较显著的相关性,R2分别为0.564和0.511,两者之间基本满足线性关系。在生长季内SIF能够较好地模拟出GPP的变化趋势,然而SIF对土壤含水量较敏感,在土壤含水量较低时干旱胁迫触发植被光保护机制使得SIF的变化趋势与GPP不一致,使得SIF模拟和监测生态系统GPP的适用性受土壤干旱程度的影响。