温室气体排放引起的全球变暖,气候变化等生态环境问题,对人类的生存和发展产生了深远的影响,已受到国际社会的广泛关注。植被由于能够吸收温室气体中的CO2,并具有巨大的碳汇作用,在减缓全球变暖方面具有不可替代的重要作用,其碳汇能力大小,对区域和全球气候的变化具有很大的影响。北半球中高纬度是全球陆地的巨大碳汇,研究其生态系统的碳汇能力,具有重要的理论和现实意义。中国西北干旱区介于北纬36°~50°之间,生态系统类型相对单一,生态环境脆弱,研究西北干旱区陆地生态系统的碳汇动态及空间格局,可以为准确评估我国在减缓全球气候变化和减排 CO2所做出的贡献提供科学依据,也可以为中国西北干旱区的生态环境保护及经济社会的发展提供决策参考和科学借鉴。　　本文以中国西北干旱区为研究对象,以遥感数据、气象站点观测数据、基础地理信息数据及植被类型数据等为基础,利用 CASA模型和土壤微生物呼吸模型,对2001-2012年十二年间西北干旱区的碳汇情况进行估算,并分析了其时空演变格局。结果显示:　　(1)本文的研究方法能够快速地提取西北干旱区的生态系统净初级生产力及碳汇,在西北干旱区大尺度上的碳平衡和碳循环研究中,具有高效、简便和实用性。采用点、面结合的方法对估算结果进行了验证,将模拟值与实测值进行对比发现,模拟值与实测值之间的差距较小;通过与MODIS NPP产品在空间分布上的对比发现,二者的值总体相差亦较小,且模拟值的波动性小于MODIS NPP产品值。　　(2)研究区NPP的月平均值变化较大,表现出很强的随季节变化的规律,7月份NPP达到最高值,12月为最低值;NPP的空间分布表现为自西向东逐渐增加的趋势;不同自然区的NPP均值差异也较大,其中,西辽河流域草原区的NPP平均值最大,塔里木盆地暖温带荒漠区的NPP平均值则最小,天山山地草原及针叶林区内部的NPP空间差异最大。　　(3)结合土壤微生物呼吸方程,计算出西北干旱区陆地生态系统的碳汇。十二年间,研究区碳汇的平均值呈现一定的起伏变化,总体表现为碳汇量的增加,其中2006年的碳汇平均值最小为609.04 gC/m2/a,2012年碳汇平均值达到最大648.02 gC/m2/a。年碳汇平均值的变化均小于39 gC/m2/a,标准差为11.68。年内碳汇的最大值主要出现在5、6、7三个月,冬季月份的碳汇值很小,平均值小于25g C/m2/a。2001-2012年十二年间西北干旱区的碳汇总体呈现波动性上升的趋势。西北干旱区的碳汇总体上呈现自西向东逐渐增加的趋势,表现为东部>西部>中部的特征,其中,阿拉善高原区及塔里木盆地区的碳汇量较少,但最为稳定,相对而言,碳汇量较高的地区,其碳汇量的年际变化则较大。不同自然区的碳汇能力差异较大,碳汇能力最大的为西辽河流域草原区,最小的为塔里木盆地暖温带荒漠区。　　(4)西北干旱区碳汇的影响因素分析表明,年内碳汇与降水、气温和太阳辐射之间的关系较为密切,具有很强的相关性;年际之间,太阳辐射与碳汇的相关性最高,降水比温度对碳汇的影响大;对温度和碳汇的分析发现,大于0度的月平均气温与碳汇具有一定的相关性,说明温度大于0度时,对生态系统的碳汇具有促进作用;太阳辐射与碳汇的变化趋势大体相同,但碳汇在上半年的变化速度小于太阳辐射的变化速度,在下半年的减小速度大于太阳辐射的减小速度;植被类型对于碳汇的影响很大,不同植被类型的碳汇能力差异巨大,碳汇能力由大到小依次为:针叶林、农田、灌丛、阔叶林、草原、荒漠。