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温室气体导致的气候变暖问题已经成为全球最严峻的环境问题,这一问题的产生与工业生产、尾气排放无疑关系重大,但农业生产所产生的CO2对温室效应的影响也不容忽视,其CO2产生的主要途径为土壤呼吸。目前,对土壤呼吸的研究主要基于土壤温度、土壤水分等实测数据,高光谱遥感在土壤呼吸方面的研究鲜有报道。本文利用在山西省农业科学院东阳试验基地同步观测的冠层光谱反射率和土壤呼吸数据,分析了7种处理（对照（CK）、常规施肥（NPK）、常规施肥+1倍生物炭（NPK+B）、常规施肥+3倍生物炭（NPK+3B）、常规施肥+秸秆（NPK+S）、常规施肥+覆膜（NPK+P）、常规施肥+覆膜+1倍生物炭（NPK+P+B））的高光谱参数和土壤呼吸随生育期的变化特征,并基于土壤温度、土壤水分和高光谱参数构建了土壤呼吸的单因子和复合因子模型。结果如下:（1）通过对不同处理不同生育期的高粱冠层反射率、光谱一阶微分、红边参数、植被指数变化特征进行比较分析表明:CK、NPK+3B、NPK+B、NPK、NPK+S、NPK+P、NPK+P+B的各个生育期出现时间不同。整体表现为:CK、NPK和NPK+B处理的高粱生长状况相似,其拔节期、抽穗期、灌浆期和成熟期4个物候期的出现时间均最晚;NPK+3B、NPK+S处理的高粱生长状况比较一致,4个物候期的出现时间比CK、NPK、NPK+B提前近1周;NPK+P和NPK+P+B处理的高粱生长状况相近,4个物候期的出现时间比NPK+3B和NPK+S提前近1周,且NPK+P+B比NPK+P的物候期有所提前。（2）从拔节期至成熟期,7种处理的土壤呼吸速率的最高值均出现在抽穗期,CK、NPK+3B、NPK+B、NPK、NPK+S、NPK+P和NPK+P+B处理下的高粱抽穗期土壤呼吸的平均值依次为11.51±4.61、10.00±1.95、10.17±1.78、10.01±1.72、11.31±1.07、14.60±3.14、17.38±3.31μmol CO2 m-2 s-1。（3）7个处理土壤CO2释放速率总体差异不显著,从高到低依次为NPK+P+B(9.65±4.83μmol CO2 m-2 s-1)、NPK+P(8.75±4.62μmol CO2 m-2 s-1)、NPK+S(7.68±4.43μmol CO2 m-2 s-1)、CK(7.11±5.19μmol CO2 m-2 s-1)、NPK+B(6.77±4.60μmol CO2 m-2 s-1)、NPK+3B(6.49±4.31μmol CO2 m-2 s-1)、NPK(6.32±3.78μmol CO2 m-2 s-1),加盖覆膜后NPK+P+B、NPK+P处理的平均土壤呼吸速率比NPK处理分别增加了52.7%和38.4%,比NPK+B增加了42.5%和29.2%,添加生物炭后的NPK+B、NPK+3B比NPK增加了7.1%和2.7%,添加秸秆后的NPK+S比NPK增加了21.5%。（4）7种处理高粱地的土壤温度与土壤呼吸都呈显著的指数关系,CK、NPK+3B、NPK+B、NPK、NPK+S、NPK+P、NPK+P+B分别可以解释土壤呼吸速率季节变化的43%、50%、53%、66%、65%、61%、38%,而7种处理下的土壤水分则与土壤呼吸之间关系均不显著。包括土壤温度和土壤水分的双变量模型的R2除CK处理从43%提高到了58%外、其余6个处理的R2都有不同程度的降低,复合模型的AIC和RMSE则均明显高于单因素模型的。（5）7个处理下的高粱土壤呼吸速率与可见光波段冠层反射率关系不显著,在近红外波段显著相关,CK、NPK+3B、NPK+B、NPK、NPK+S、NPK+P、NPK+P+B处理相关性分别以856nm、901nm、778 nm、855nm、807nm、867nm、779nm波段表现最佳;而其一阶值则以892nm、891nm、809nm、746nm、641nm、744nm、630 nm波段表现最佳。（6）9种植被指数和3个红边参数中,CK的土壤呼吸与差值植被指数（DVI）、比值植被指数（RVI）、增强植被指数（EVI）、红边斜率(Dλred)相关性最好,NPK+3B的DVI和红边面积(Sλred)相关性最好,NPK+B的RVI和DXred相关性最好,NPK的EVI和Dλred(Sλred)相关性最好,NPK+S的DVI和Sλred相关性最好,NPK+P的EVI和Dλred相关性最好;NPK+P+B的植被衰减指数（PRSI）和Sλred相关性最好。基于高光谱参数的复合模型的模拟效果要优于单因素模型,R2均在0.85以上。（7）土壤呼吸速率与生物因子和非生物因子的复合模型R2值明显得到了提高,RMSE和AIC值也明显有所降低。整体模拟效果得到了显著提高。论文的研究表明,利用遥感技术将有助于大区域尺度上土壤呼吸数据的获取。