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随着城市化进程的推进,城市公园绿地的面积也在不断地增加。在碳循环与气候变化研究中,以人工植被为主要存在形态的城市绿地生态系统,其潜在的碳汇功能亦不容忽视。城市绿地生态系统内各组分之间存在极其复杂的物理过程和生理生态过程,它们的交互、综合作用使得碳通量在不同时间尺度产生动态变化,成为陆地生态系统碳收支机制分析的重要研究内容。本研究以北京奥林匹克森林公园城市绿地生态系统为研究对象,运用基于微气象理论的涡度相关技术,对北京奥林匹克森林公园城市绿地生态系统碳通量进行了长期连续观测,分析了城市绿地生态系统碳水通量各组分在不同时间尺度上的动态变化特征,确定出城市绿地生态系统碳源／汇属性及强度,定量分析了城市绿地生态系统土壤表面呼吸对整个生态系统呼吸的贡献,并探讨了城市绿地生态系统碳、水通量对环境控制因子的响应关系。本文主要研究结果如下：(1)生态系统2011-2012年总光合生产(GEP)分别为1053.5和1150.4gC·m-2·y-1,呼吸释放(ER)分别为897.1和1040.3gC·m-2·y-1,生态系统净生产力(NEP)分别为156.4和110.1gC·m-2·y-1,总体表现为中等强度的碳汇。(2)生态系统碳通量主要受光合有效辐射(PAR)、饱和水汽压差(VPD)和温度(Ta)的控制。在生长季各月,日总GEP随PAR的升高而增加,生态系统光合作用表观光量子效率α和平均最大光合速率(Amax)也表现出明显的季节变化,均在7月达到最大。VPD通过直接影响植物的光合作用进而影响生态系统净碳交换(NEE),NEE随PAR的增强而明显增强,但当PAR大于一定阈值(PAR>1200μmol·m-2·s-1)后,NEE则受到一定的抑制；GEP、ER和NEP均与温度(Ta)显著相关,但存在响应差异。2011-2012年ER随温度的升高而增加,温度敏感系数(Q1o)分别为2.1和2.5；GEP也随Ta的升高而增加；GEP与ER对Ta的响应差异决定着NEP与Ta的关系：当Ta<10℃时,NEP随Ta升高而下降;当Ta>10℃时,NEP随Ta升高而增加。(3)2012年全年蒸散(ET)为627.4mm·y-1,略小于降水的716.0mm·y-1,各月日平均水汽通量变化趋势几乎均呈倒“U”形,水汽通量在白天大都为正值,即城市绿地向大气中释放水汽,而夜间水汽通量较小且较为平缓。水汽通量与波文比λ(显热通量H与潜热通量LE之比,即λ=H/LE)之间的关系是：当λ<1时,即LE>H,下垫面植物生长较旺盛,蒸腾作用较强,生态系统与大气交换能量的形式主要表现为潜热；当λ>1时,暨H>LE,此时植株还没有完全复苏,植物生命活动不旺盛,蒸腾不强烈,还不能完全依靠自身活动向大气扩散能量,水汽通量较小,潜热通量必然也较小,生态系统与大气交换能量的方式主要表现形式为显热。(4)奥林匹克森林公园城市绿地生态系统在半小时尺度上的能量平衡闭合度为0.72,在日尺度上的能量平衡闭合度为0.76,存在明显的能量平衡不闭合。在半小时和日尺度上生态系统湍流能量通(LE+H)分别被低估了28%和24%。(5)奥林匹克森林公园绿地生态系统2011-2012年土壤呼吸速率的变化主要受温度和水分共同影响。土壤温度随季节变化,其变化范围为0.17-3.75μmol CO2·m-2·s-1,夏季6-8月日平均气温校高,土壤呼吸与土壤温度的变化趋势相似,并可用指数Q10模型来表达土壤呼吸对温度的响应,2011-2012土壤呼吸分别为475gC·m-2和432g C·m-2,分别占生态系统呼吸的53.0%和42.0%。6-8月的土壤呼吸和土壤含水量呈双曲线关系,土壤呼吸的土壤含水量阈值为0.17m3·m-3,小于该阈值时为正相关。