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本文尝试利用遥感数据开展我国典型温带草原C3、C4植物分布监测，并分析C3/C4草原生态系统对气候变化的响应机制。目前，遥感监测C3/C4植物组分的研究基本集中于北美大草原，研究表明基于C3、C4植物具有不同的生长物候特征，植被指数时间序列可以有效区分C3、C4草地功能类型。论文选取我国北方温带草原最具典型性与代表性的锡林浩特草原作为研究区，将遥感数据与野外实地调查数据相结合，分析不同光合型草地的物候特征差异，通过决策树方法绘制了锡林浩特草原C3、C4群落的空间分布格局，并与北美大草原的季相节律特征做了比较。同时，利用MODISNDVI数据建立了锡林浩特草原地上生物量的遥感估算模型，并对2000-2011年不同光合型草地生物量的年际、月际动态对气候因子变化的响应进行了分析。研究的主要结论如下:
1、锡林浩特草原C3、C4植物空间分布格局的遥感监测
(1)不同C3/C4组成比例的草地群落的NDVI时间轨迹具有明显差异，表现为C4含量越低，群落在春-夏季的生长就越快，群落的峰值时期出现的越早。锡林浩特草原C3/C4群落生长的季节性差异显著，但与北美大草原的季相特征既有相似性又不完全相同。
(2)基于C3、C4群落的季节性生长差异及类别可分性，发现归一化以后的原始NDVI(normalizedRNDVI)时间序列数据可以提供最佳的分类特征组合，并建立了基于最佳时相特征组合的分级决策树模型，分类精度超过80％。分类结果表明研究区以C3物种为主，但是干旱和低洼的盐碱生境C4物种对C3物种的减少有重要的补偿作用。
2、锡林浩特C3/C4草原生物量对气候变化响应的分析
(1)研究表明锡林浩特C3/C4草原产草量的最优估算模型为基于NDVI的S型曲线模型:y=e6.59-0.76/nDVI(R2=0.825，P＜0.001，RMSE=35.6)。利用该模型和MODISNDVI数据反演得到的2000-2011年生物量数据显示了C3、C3/C4混合、C4三类光合型群落年内最大生物量均有增加的趋势但是并不显著;不同C3/C4植物群落生长季内的多年平均生物量动态呈单峰曲线，且在生长季前期(DOY=97-177)三类群落生物量存在显著性差异。
(2)2000-2011年间，锡林浩特C3/C4草原年生物量与有效积温、生长季均温、干燥度因子具有显著负相关关系，与累积降水呈正相关关系。生物量与气候因子的逐月分析表明，不同月份气候因子对植物生长不同阶段的影响不同，整体上降水比温度因子对月生物量的影响更为显著;且生长季后期群落生物量对气候因子响应的滞后性较为明显。
(3)有效积温和生长季均温的升高会显著降低C3和C3/C4年最大生物量，而对C4群落的影响没有其他两个群落严重。逐月分析结果表明生长季初期的升温有益于C3群落生物量积累，而盛夏时节的高温对C3生长更为不利。
(4)降水的增加对三个群落生物量的积累具有重要作用，其中C3群落年内最大生物量的增幅最大。逐月分析中也表明了，C4群落的生长对生长季前期(4、5、6月份)当月降水的依赖性最强;而5、7月C3群落与当月降水的相关性更强。
研究表明遥感技术在监测C3/C4草原生态系统组分与功能中具有很重要的应用潜力和价值。为了在不同时空尺度上深入地探讨气候变化对温带C3/C4草原生态系统的影响，将遥感数据与地面实测资料相结合，建立长期而定量的C3/C4草原监测系统是十分必要的。