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陆地生态系统碳循环是当今全球变化研究的热点问题之一,它不仅对全球气候系统有重大影响,而且还与地表系统的其它多种物质循环有着紧密联系。陆地生态系统生产力是表征陆地生态系统碳循环的一个重要指标,对于碳循环研究有着重要的意义。总初级生产力(Gross Primary Productivity, GPP)不仅是大气和陆地生态系统碳交换的主要决定因素之一,也是表征植物活动和功能的重要指标。准确估算区域及全球GPP,分析其时空分布特征,对研究陆地生态系统碳循环对气候变化和人类活动的响应至关重要。本文选取千烟洲亚热带人工针叶林通量观测站为研究站点,利用2003-2006年MODIS LAI数据、站点实测气象和通量数据,在MOD17算法的基础上,考虑阴叶和阳叶吸收和利用光合有效辐射的差异,构建了两叶光能利用率模型(Two Leaf Light Use Efficiency Model, TL-LUE),并优化确定了MOD17算法和TL-LUE模型中适用于研究站点的最大光能利用率值,从日尺度和8天尺度上分析了TL-LUE模型模拟GPP的优势所在。同时,将MODIS LAI与TL-LUE模型估算的LAI利用集合卡尔曼滤波(Ensemble Kalman Filter, EnKF)进行同化,进一步改进了GPP的模拟效果。本研究的主要结论如下：(1)使用2003-2005年的实测气象数据、平滑后的MODIS LAI数据以及优化的最大光能利用(εmax)作为输入数据,MOD17算法模拟的GPP (GPPMOD)有效改善了MODIS GPP产品在研究站点存在的严重系统性低估现象。GPPMOD与观测数据的季节变化特征相似,决定系数(R2)达0.7以上,均方根误差(RMSE)在1.99g C m-2d-1以下；2006年的验证结果也表明,利用优化的εmax, MOD17算法计算的GPP与观测数据有较好的一致性。从而表明,MOD17算法可以应用于类似的南方亚热带人工针叶林生态系统GPP的估算,关键是合理确定εmax和采用高质量的输入数据。(2) TL-LUE模型以MOD17算法为基础,考虑了植被冠层中阴叶和阳叶吸收和利用太阳辐射的差异,将冠层分为阴叶和阳叶两个部分分别计算GPP,提高了GPP的模拟精度,模拟的2003-2005年GPP (GPPTL)与观测数据比较的R2为0.84-0.89, RMSE为1.26-1.80gCm-2d-1;与MOD17算法相比,TL-LUE模型显著减小了对晴空状况的敏感性；TL-LUE模型对GPP模拟的改进在日尺度比8天尺度更为显著。TL-LUE模型保持了光能利用率模型结构简单、所需参数少且易获得的优势,同时具有良好的GPP模拟精度,适合于利用遥感数据进行区域和全球GPP的模拟研究。(3)优化后的阴叶最大光能利用率(εmsh)明显大于MOD17算法优化的εmax,约为εmax的2倍,而优化的阳叶最大光能利用率(εmsu)明显小于优化后的εmax,约为εmax的38%-53%。从而证明了冠层内阴叶和阳叶的光能利用率存在明显差异的假设。(4)采用EnKF方法将MODIS LAI和模拟的LAI利用进行同化可以进一步提高模拟的GPP与观测数据之间的一致性,模拟的日GPP与观测数据比较的R2提高了0-0.04,RMSE降低了0.02-0.39gCm-2d-1。同化对GPP模拟的改进在冬春季节尤为明显,主要原因是通过同化显著纠正了MODIS LAI在这两个季节偏低的问题。