陆地生态系统碳循环和氮循环密切相关， 碳贮量与碳通量在很大程度上受氮循环的影响 和限制。由于氮循环的复杂性， 在以往的大多数碳循环研究中， 更多考虑水分、温度和大气CO2 浓 度等因子的影响， 考虑碳氮相互作用的研究较少。氮素可限制植物光合、有机质分解、同化产物的 分配以及生态系统对大气CO2 浓度升高的响应。根据目前有关碳氮模型的发展状况可将碳氮耦 合循环模型分为三大类: 一是静态模型， 它的土壤养分水平或者叶氮含量不变， 是常数， 这类模型 适合于在站点或氮素浓度变化不大的区域应用; 二是土壤氮限制模型， 能够保持稳定的生态系统 氮收支， 在NPP(Net Primary Productivity， 净初级生产力)的模拟中考虑土壤氮有效性的动态变化 的影响， 使模拟结果更为合理; 三是叶氮限制模型， 在NPP 的模拟中考虑叶片氮浓度的动态变化 的影响。这三类模型虽然都考虑了氮对碳循环的限制作用， 但在氮碳循环机理方面尚有不少欠 缺， 所以在研究中可能会带来很大的不确定性。在以后的研究中， 应通过加强碳氮相互作用的实 验研究， 增进对碳氮过程的深入了解， 进而建立综合动态的碳氮耦合模型， 以减少目前碳循环研 究中的不确定性。

气候植被研究是全球变化研究的重要内容， 而模型研究是气候植被研究的重要手段。青藏 高原以其特殊的自然环境特点， 形成了气候与植被独特的适应机制， 为许多通用气候植被模型所 不能反映， 加之所受到人类活动的干扰相对较少， 决定其为植被气候研究的重要实验场地。本文 回顾了气候植被模型发展的相关历程， 评述了每类模型的特点及其不足。从植被格局研究和植被 生产力研究两个方面， 对青藏高原的气候植被研究进行了总结和分析， 认为模型研究是气候植被 研究的重要手段， 而青藏高原的研究在这方面还比较落后， 同时对青藏高原气候植被模型研究中 存在的一些问题， 如数据精度、模型的适宜性和结果验证等进行了讨论。认为今后青藏高原气候 植被模型研究的重点应是进一步明晰气候植被的关键过程， 立足高原环境特点开发有高原特色 的气候植被模型。

地表蒸散量的准确估算对全球气候变化研究以及水资源的科学管理意义重大。本文以毛乌 素沙地腹地———内蒙古乌审旗为例， 应用基于互补相关原理的平流- 干旱模型， 结合1km 分辨率 的NOAA/AVHRR、MODIS 反照率资料和气象资料， 对乌审旗1981~2003 年的地表蒸散量进行了 估算， 并对其时空分布进行了分析。结果表明: (1) 乌审旗多年平均年蒸散量为252mm， 变化在 200~310mm 之间， 从西北向东南递增; 多年平均年蒸散量的相对变率在10%~24%之间， 从西北 向东南递减; 逐年蒸散量分布趋势基本一致， 都是从西部地区向东部地区递增。(2) 以2002 年为 例， 按照土地利用/土地覆盖类型划分， 蒸散量最大的是水体， 耕地次之， 再次是草地和林地， 沙地 最小。(3) 蒸散量年际变化大， 最大年份在300mm 以上， 最小年份在200mm 左右; 从年内变化看， 蒸散量呈“单峰”正态分布， 一年内蒸散量主要集中在6~9 月份。(4) 通过误差分析可以看出， 乌审 旗蒸散量的模型估算值比实际测量值偏低， 大约低9%左右。

由于大气中温室气体的不断增加， 全球气候发生了巨大变化。据最新气候模式模拟研究表 明未来全球气候将发生更为剧烈的变化， 这必将对很多部门产生显著的影响特别是对气候变化 十分敏感的农业。尤其对于中国这样的人口大国， 农业作为社会最基本也是最重要生产部门之 一， 气候变化将对中国的农业生产带来巨大的影响。小麦是中国的第二大作物， 其中冬小麦占全 国小麦总产量近90%， 因此评价气候变化对中国小麦生产影响是十分必要的。为了分析在未来气 候变化情景下中国小麦生产可能遇到的风险， 以15 年ECMWF 再分析实验数据(1979~1993)作为 边界条件驱动PRECIS 区域气候模式模拟产生作物模型所需要的气候资料并输入CERES-Wheat 模型， 验证CERES-Wheat 模型与区域气候模式PRECIS 结合的模拟能力。在以上验证工作的基 础上， 将区域气候模式PRECIS 的模拟结果与作物模型CERES-Wheat 相连接， 同时考虑到CO2 对小麦的直接施肥作用， 模拟了两个小麦站点(定西和合肥)在IPCC SRES A2 和B2 情景下雨养 和灌溉小麦的变化趋势。得到如下结论: 无论是在A2 情景还是B2 情景， 定西和合肥的小麦产量 都会有所增加， 但增加的幅度相差很大。A2 情景的增产效应一般要大于B2 情景的增产效应， 灌 溉小麦比雨养小麦更加受益于气候变化， 冬小麦(合肥) 产量的增长幅度要大于春小麦(定西) 增 长幅度。CO2 对小麦生长的肥效作用十分明显， 产量增幅很大。以上结果说明未来气候变化可能 会对我国的小麦生产带来益处， 但由于未来气候情景模拟的不确定性以及CO2 肥效作用通常是 在作物过程中的水肥条件完全满足的情况下才充分体现， 这都给研究结果带来了不确定性， 但本 项研究为评价未来气候变化对中国小麦生产影响提供了一种全面的评价方法。