陆地碳循环遥感研究与估算日益受到关注,遥感估算碳模型中植被冠层最大光能利用率受气温、水分等因子限制。模型中所用的气温是近地面1.5m高处百叶箱温度,和植被温度有一定差异,不同模型中所用的气温时间尺度有较大差异,而且有限气象站点观测结果通过插值获得的区域气温分布代表性存在问题。气温的这些问题会通过对最大光能利用率的限制而将误差传递并累计在NPPGPP估算结果中。　　 针对气温的客观问题,提出用植被辐射温度来替代气温。卫星遥感探测可以获得连续分布的辐射温度,对冠层来说正好是植被表层辐射温度,和气温相比辐射温度更能反映光合作用的植被本体温度。本研究通过叶片、植被群体和植被群落三个尺度对辐射温度和碳通量同步进行的观测试验,分析探讨日、季节尺度植被辐射温度与碳通量之间的关系,建立植被辐射温度与碳通量之间的关系模型。并利用中国陆地生态系统通量观测研究网络(ChinaFLUX)的长白山站(CBS)、千烟洲站(QYZ)、内蒙站(NM)、海北站(HB)的观测结果,对基于卫星遥感的辐射温度模型获得的GPP的精度进行检验与精度评价。最后,研究对土壤呼吸(Rs)与陆地表面辐射温度之间的关系进行了初步的探讨。结果表明:　　 (1)在日变化尺度上玉米、大豆、毛白杨和杨树叶片的净光合速率与光照强度(PAR)的相关性最高,其次受与植物代谢相关的温度因子的影响,与接触式叶片温度、气温和叶片上、下表面的红外辐射温度的相关性程度差异不大。　　 (2)黑麦草(HM)、三叶草(SY)、草地早熟禾(ZSH)和苜蓿(MX)4种人工草地植被日尺度上的净生态系统碳交换量(NEE)、总初级生产力(GPP)与气温(Ta)、植被冠层辐射温度(Tc)绝大多数测定日呈显著线性相关,与Ta的决定系数大部分小于与Tc的;生态系统呼吸(Reco)的日变化与Ta、Tc的日变化都呈显著指数相关,并且与Ta和Tc的相关性无明显差异,而与10cm深度的土壤温度(Ts)仅在个别天显著,决定系数也远远低于与Ta和Tc的决定系数。季节尺度上充足灌溉的苜蓿样地(MXw)、中等水分的苜蓿样地(MXm)、水分胁迫的苜蓿样地(MXd)的GPP/AGB与Ta、Tc和Ts的相关性都达到了显著水平,而HM由于受水分胁迫、GPP标准化后仍与三种温度相关不显著,GPP/AGB与Ts的指数方程的决定系数R2略低于与Ta、Tc的,而与Ta、Tc的决定系数差异不大;HM由于受到水分胁迫的影响,Reco与Ta、Tc和Ts都相关性不显著。苜蓿的三个样地除MXm与Ts相关性不显著外,其余都达到了显著或极显著水平。　　 (3)日尺度上冬小麦群体干旱处理样地(WD)和灌溉样地(WW)的NEE、GPP、Reco与Ts的相关系数绝大部分都低于与Ta和Tc的,而与Ta和Tc的相关系数差异不大:季节尺度上WD和WW样地的GPP、NEE和Reco与Ta、Tc、Ts都呈显著的二次抛物线关系,与Tc、Ta关系的决定系数差异不大、均高于与Ts的。　　 (4)QYZ通量塔观测的GPP和Reco的季节变化动态与Tc和Ta都高度指数相关。基于Tc模拟得到的GPPpred-c和利用Ta模拟得到的GPPpred-a与通量塔观测的GPPobs的决定系数没有显著差异,分别为85%和86%。　　 (5)利用基于插值的气温(Tinsert)限制函数的VPM模型模拟的CBS、QYZ、NM和HB站的GPP(GPPair)和基于LST模拟的GPP(GPPLST)的季节变化趋势和涡度相关通量观测的GPP(GPPobs)的季节变化趋势基本一致,4个研究站点模拟的GPPair和GPPLST与观测的GPPobs都高度相关。　　 (6)庞泉沟自然保护区11个样地Rs的季节变化主要受温度控制,与5cm、10cm、15cm深度的土壤温度(T5、T10、T15)和MODIS的两个卫星过境时的瞬时温度都呈极显著指数相关;Rs的季节变化也与归一化植被指数(NDVI)和增强植被指数(EVI)均呈显著指数相关,与NDVI的决定系数都高于与EVI的。亚高山草甸Rs的日变化呈单峰曲线,样地直接观测的地表温度(Tc)与Rs的关系仅次于T5与Rs的关系,明显好于T10和T15与Rs的关系。