陆地生态系统碳循环是国际地圈生物圈计划(IGBP)、世界气候研究计划(WCRP)和全球环境变化国际人文因素计划(IHDP)等重大科学计划的主题。在陆地生态系统中，植被光合作用的碳吸收和呼吸作用的碳排放量之间的收支平衡是陆地生态系统与大气间的主要净碳交换。植被光合作用受到的影响因素众多，即使发生很小的变化，也会对植被碳汇产生巨大的影响，促使植被光合作用与气候变化响应性研究成为主流。如何多方位定量化植被光合生产力敏感因子的贡献量，对全球陆地生态系统碳循环有着极为重大的意义。本论文在国家基金项目“植被光能利用率的光谱探测机理与方法研究”(2010.01-2012.12)和973课题“空间智能观测理论与陆面敏感因子参量反演”(2011.01-2013.12)项目支持下，围绕北美落叶阔叶林(DBF)、常绿针叶林(ENF)光合生产力变化的气候响应机制和响应幅度开展了探索研究。　　基于现有陆地生态系统光合生产力对气候变化响应的文献调研，植被物候、光合有效辐射(PAR)、光合有效辐射吸收比系数(fAPAR)、光能利用率因子是影响光合生产力（总初级生产力）的四个主要要素。其中，典型的植被物候包括生长季开始日期(startofgrowingseason，SOS)、生长季结束日期(endofgrowingseason，EOS)和生长季长度(lengthofgrowingseason，GSL)。本文针对以上四个与光合生产力密切相关的要素，开展了光合生产力敏感要素的遥感反演方法、真实性验证、敏感因子年际变化对GPP影响等一系列的研究。具体包括以下五个方面:　　1、开展了物候遥感反演与验证研究，并定量分析了植被物候年际变化对GPP的影响。结果表明:四种不同遥感物候指标的反演结果差异较大;同一物候指标，20％和50％阈值的反演结果显著相关;以DBF站点为例对遥感SOS光合作用意义的通量验证结果显示，50％阈值EVI反演的SOS日期与植被光合作用生产力增加到全年最大值20％时的日期一致性最好;遥感物候中SOS和GSL对GPP年际变化量有一定的贡献性，SOS提前或GSL延长会伴随GPP总量的增加，EOS的贡献作用不明显。　　2、定量分析了fAPAR年际变化对GPP的影响。结果表明:虽然选取的指数拟合和线性拟合fAPAR结果在空间分辨率优于MODISfAPAR产品，但反演结果精度较低且变化趋势呈“内包”异常形状。相对而言，MODISfAPAR是目前综合质量最高的一种数据源;所有站点的季节性fAPAR对GPP均无显著贡献，只有ENF站点全年fAPAR均值达到显著贡献。　　3、定量分析了PAR年际变化对GPP的影响，由于遥感PAR产品空间分辨率过低，不适于本文研究，研究数据为通量塔实测PAR。结果表明:DBF站点全年和季节通量PAR表现出了很好的显著贡献性;ENF站点则无显著贡献性表现，原因可能是站点间距离较近，有效样本数据量过少。　　4、定量分析了光能利用率年际变化对GPP的影响。结果表明:MODIS查找表方法估算的光能利用率因子虽然夏季普遍出现了“饱和”现象，但春季和秋季与通量估算的光利用率因子有很好的一致相关性，可用于单要素贡献性分析;DBF和ENF站点均无显著贡献性表现，原因可能是春季和秋季的光能利用率年际变化幅度较小。　　5、开展了物候、PAR、fAPAR、光能利用率因子等多要素的光合生产力气候变化响应研究。结果表明:DBF站点单要素敏感因子交互组合中，SOS和春季PAR均值双因子组合回归模型的相关性最佳，但未达到显著水平(P=0.078);ENF站点GSL和全年fAPAR均值双因子组合回归模型的相关性最佳，且达到显著贡献水平(P=0.025)。时间长度较短可能是影响多因子回归显著水平的主要原因，如在10年时间序列内(2000-2009)达到显著贡献的单要素因子在缩短到9年时间序列时(2001-2009)贡献性不再显著。　　论文的主要特色和创新体现在以下三个方面:　　(1)本文所选光合要素涵盖了光合生产力估算的PAR、fAPAR、物候、光能利用率等四个主要敏感要素，较完整地分析了温带森林光合生产力敏感要素的气候变化响应性分析，弥补和克服了传统单要素分析方法的局限性。　　(2)提出了遥感物候的通量验证方法。基于DBF站点通量GPP数据，阐述了典型遥感物候提取算法（动态阈值法）的光合作用物理意义，从而进一步了解了物候变化对光合生产力的影响机理。　　(3)基于单个敏感要素分析结果，采用多要素统计建模分析方法，分析了遥感物候、fAPAR、PAR、光能利用率因子等要素的年际间变化对光合生产力的影响，明确了各要素独自和彼此交互作用下的定量贡献。