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在陆地生态系统中，净碳交换量(Net Ecosystem carbon Exchange，NEE)决定着整个生态系统的碳平衡，准确估算NEE的时空变化对于研究碳循环及其对全球变化的响应具有重要的意义。藏北高原作为青藏高原的主体，草地是其最重要和面积最大的生态系统。本论文基于青藏高原当雄高寒草甸通量观测站定位监测数据，通过整合生态系统光合作用光响应曲线方程和生态系统呼吸指数方程，构建了生态系统NEE估算模型。通过反演参数并建立其与遥感指数以及气象因子的关系，从而实现了半小时尺度NEE的模拟。在此基础上，通过对模型关键参数的改进，实现了模型模拟时间尺度由半小时上升到日尺度，同时预测了未来全球气候变化背景下当雄草地生态系统NEE的影响。并基于区域遥感与气候数据，揭示了藏北地区高寒草地NEE的空间格局，分析了2000-2011年生态系统NEE的年际变化特征。主要结论如下: 1、光合有效辐射和温度是影响当雄高寒草甸生态系统NEE日变化的主要因子，土壤水分含量(Soil Water Content，SWC)是限制NEE季节变化的主要环境因子，碳吸收主要集中在6-9月;当雄草地在大多数年份表现为一个弱的碳汇，而在干旱的年份表现为碳源。年NEE最大排放量(碳源）在2006年，为87.7 g C m-2year-1(年降水量为241.1mm)，最大吸收量（碳汇）在2004年为-48.38g C m-2year-1(年降水量为550.8mm)。降水量是影响当雄草地生态系统NEE年际变化的主要环境因子。 2、基于当雄通量站观测数据，以整合光响应曲线及呼吸指数方程的NEE简化过程模型为基础，反演了模型参数。结果表明，模型参数均呈现明显的季节变化特征，并与NDVI以及气象环境因子存在良好的相关关系，初步实现了半小时尺度NEE的模拟。在此基础上，通过改变拟合方法对模型关键参数进行了改进。验证结果表明，改进后的半小时尺度NEE模型在当雄通量站和海北灌丛高寒草甸通量站均取得很好的模拟效果，证明该模型具有在区域尺度上扩展的潜力。 3、以改进型半小时尺度NEE模型为基础，构建了日尺度NEE模型。验证结果表明，日尺度模型模拟的年NEE与实际观测值拟合率高(R2=0.96，p＜0.01，Standard Error=5.87 g C m-2year-1)。根据模型的预测结果，模拟未来温度上升和二氧化碳浓度增加背景下(T+1.5℃，Ca=460ppm)当雄草地生态系统年NEE为-67.9 g C m-2year-1，有可能成为一个较大的碳汇。 4、基于区域遥感与气候数据的模拟结果表明，藏北高原草地多年NEE值东部负值低，西部正值高，呈现由东向西负值逐渐变为正值并增大的趋势，即东部是明显的碳汇，而西部多为碳源，但碳源汇分布略有交叉。碳源强度较大的地方主要集中在农牧结合区。总体上，藏北草地NEE总体上受降水的影响最为明显。NEE与降水量呈现负相关关系，即随着雨量的增加，NEE负值变大，碳汇变强或碳源减弱。 5、2000-2011年藏北高原草地年平均总初级生产力(Gross Primary Productivity，GPP)为171.54g C m-2year-1，生态系统总呼吸(Total Ecosystem Respiration，TER)为162.78 g C m-2year-1，NEE为-10.74 g C m-2year-1。藏北草地整体表现为一个弱的碳汇，并呈现增加的趋势，年NEE由2000年的-8.79g C m-2year-1减少至2011年的-10.98g C m-2year-1。