陆地生态系统碳循环是全球变化研究的核心内容之一，而陆地生态系统生产力是碳循环研究中的重要组成部分。本文以青藏高原海北高寒草地生态系统为研究案例，围绕陆地生态系统生产力的多尺度分析和尺度转换这两个当前陆地生态系统研究中的热点问题为研究核心。通过对多种技术观测资料的融合，借鉴植被光合模型(VPM)，在多种观测尺度下，对陆地生态系统生产力进行了估算。着重研究了不同观测技术和不同观测尺度之间生产力估算的差异，初步探讨分析了陆地生态系统总初级生产力尺度扩展的方法。本研究为大尺度生产力的定量评价和碳循环多尺度数据-模型融合系统的建立提供了具有科学价值的参考依据。本文主要在以下几个方面进行开展了工作并获得了一些认知和结论：　　 (1)基于涡度相关CO2观测资料，分析了高寒草甸、高寒灌丛和沼泽化草甸三种高寒草地生态系统CO2净交换量NEE和生态系统总初级生产力GPP在不同时间尺度上的变化特征，并初步分析了三种生态系统在碳平衡中的源汇效应。研究结果表明：在生长季期间三种生态系统的NEE和GPP在小时尺度上具有明显的日变化特征；一年中，生态系统的NEE和GPP在日尺度和月尺度上具有明显的季节变化动态；由于生态系统光合强度的差异和碳吸收与排放时间长短的不同，三种生态系统表现出了不同的碳源和碳汇特征。高寒草甸生态系统的固碳能力最强，一年当中可从大气中净吸收CO2约175.6 gC/m2，是一个较强的大气碳汇，高寒灌丛生态系统一年中可净吸收大气CO2约88.7 gC/m2，表现为一个弱的碳汇，而沼泽化湿地生态系统一年中向大气净排放CO2约27.3 gC/m2，表现为一个弱的碳源。　　 (2)借鉴吸收植被光合模型VPM，结合MODIS遥感资料，在8天的时间尺度上模拟了高寒草甸、高寒灌丛和沼泽化湿地三种生态系统GPP的季节动态变化。解决了植被光合模型在高寒草地生态系统应用中的模型验证问题，并分析了归一化植被指数NDVI和增强植被指数EVI与生态系统GPP的关系。研究结果表明：在表征生态系统GPP的季节变化方面，EVI比NDVI具有更强的相关性；VPM模型模拟的生态系统GPP的季节变化趋势与涡度相关通量塔观测的变化趋势具有很好的一致性。在生长季期间的GPP总量及GPP年总量的估算方面，模型的模拟值与通量塔观测计算值基本保持一致，GPP的年总量模拟两者相差9％，生长季期间的GPP总量的模拟两者相差仅为4.4％，证实了VPM模型在高寒草地生态系统碳通量的尺度扩展方面具有很大的应用潜力。　　 (3)通过融合生物量调查资料、涡度相关通量观测资料和遥感资料，应用不同的观测方法，对生态系统生产力进行了估算，对比分析了三种观测方法在生产力估算方面存在的差异，并初步分析了产生这种差异的原因。研究结果表明：生物量调查的NEE估算值高于涡度相关通量的观测值，在高寒草甸生态系统两者相差约为23％，在高寒灌丛生态系统两者相差约为36％。基于生物量调查的GPP也高于涡度相关的观测值和植被光合模型的模拟值，高寒草甸生态系统的调查值比涡度相关观测值约高32％，比植被光合模型模拟值约高33％；在高寒灌丛生态系统比涡度相关观测值高43％，比植被光合模型模拟值高39％。而涡度相关法与植被光合模型两者估算的生态系统GPP基本一致。　　 (4)在生态系统GPP尺度扩展的研究中，以植被光合模型(VPM)为尺度扩展的桥梁，对比分析了利用MODIS和TM两种传感器的遥感资料区域GPP估算的差异，同时与利用面积权重法进行GPP尺度扩展的结果进行了对比分析。并利用像元合并技术研究了图层空间分辨率对GPP区域估算的影响。研究结果表明：植被光合模型结合MODIS资料估算的研究区GPP的总量比面积权重法约高8％；植被光合模型结合TM资料估算的研究区GPP的总量与面积权重法基本一致，两者仅相差1％；基于不同传感器(MODIS与TM)的遥感资料植被光合模型所估算的研究区GPP总量相差约9％。图层空间分辨率对GPP区域估算的影响表明：随着空间分辨率的变粗，研究区GPP的估算值在不断增大，图层中所包含的空间信息量在不断减少。应用植被覆盖比率图可使MODIS资料的尺度扩展精度提高约6％。