二氧化碳(Carbon dioxide，CO2)是导致全球气候变暖的主要温室气体，其排放与固持状况受到国际社会的普遍关注，因此对生态系统碳通量的研究也日趋热化。我国拥有广袤的草地，研究草地生态系统碳通量的时空动态特征及其驱动机制，是准确评价我国陆地生态系统碳收支的重要环节。草地生态系统同时面临着气候变化与人类活动影响的双重压力，因而要清楚把握我国草地生态系统的碳收支变化特征及其机制，需要从这两方面着手进行深入研究。在全球气候变化的背景下，草地生态系统的碳通量在气象因子的驱动下形成有规律的季节动态，并会对其驱动产生相应的响应，在气象因子和其自身响应的作用下产生季节与年际间的变异。因此，本研究以当雄高寒草甸生态系统、海北高寒灌丛草甸生态系统和内蒙半干旱草地生态系统三个站点的长期通量观测数据为基础，深入研究了我国草地样带上的典型草地生态系统碳通量的季节与年际变异特征及气象因子与生态系统响应对草地生态系统碳通量变化的控制机制。同时，以那曲高寒草甸生态站的放牧平行通量观测数据为基础，探讨了放牧对草地生态系统的影响。从而较为客观全面的评价了我国草地生态系统碳收支的现状及其对气候变化的适应能力。具体研究结果如下:　　（一）生态系统碳通量的变异受气象因子和生态系统响应的共同驱动　　(1)我国三种草地生态系统碳通量的变异特征。海北灌丛草甸生态系统的固碳能力明显强于当雄草甸生态系统和内蒙草地生态系统。三种生态系统GPP和Re的年际变异量大小顺序为:内蒙＞当雄＞海北。NEP的年际变异量大小顺序为:当雄＞内蒙＞海北。NEP的变异性要强于GPP和Re。三站点均表现为生长旺季为GPP和Re年际变异的主要贡献时期，而生长季初对NEP的年际变异贡献最大。　　(2)生态系统碳通量对气象因子的响应特征。在当雄和内蒙，随着降水量和土壤含水量的降低，生态系统所能达到的最大光合速率明显下降，同时生态系统会表现出迅速提高初始光量子利用效率的补偿机制。然而在温度限制条件下，生态系统的最大光合速率和初始光量子利用率均很低，并未表现出类似的补偿机制，这体现了温度对植被光合作用的绝对限制作用。此两站点生态系统呼吸的温度敏感性均表现出随土壤水分的升高而升高的现象，但过高的土壤水分条件同样抑制了内蒙草地生态系统呼吸对温度的响应。在土壤含水量充足的海北站，水分条件对生态系统的光合能力及呼吸的温度敏感性均未表现出明显的限制作用。　　(3)生态系统碳通量对气象因子的响应存在滞后性。时滞效应分析结果表明，气象因子不仅对生态系统有即时作用，同时也存在一定的滞后性。这预示了生态系统碳通量变异的驱动力可能不仅有气象因子，还存在其它的驱动力与之相互作用。气象因子对内蒙草地生态系统碳通量驱动的滞后效应整体上要强于高寒生态系统，说明高寒生态系统更易受到气候变化的影响。　　(4)生态系统响应主导碳通量的年际变异。从日尺度到月尺度再到年尺度，气象因子对生态系统碳通量的解释力越来越小。本研究通过一组查表法对生态系统年际变异来源进行了拆分。结果表明，在年尺度上，生态系统碳通量已由气象因子主控转变为由生态系统响应主控，且生态系统响应对当雄草甸和内蒙草地生态系统碳通量年际变异的贡献量更大。生态系统响应与气候因子之间存在负反馈作用，表明生态系统响应可以在一定程度上削弱气象因子对生态系统的干扰，这也进一步解释了气象因子驱动滞后效应产生的原因。　　（二）适度放牧利于草地生态系统的可持续发展　　放牧减少了地上生物量，在提高了冠层内部透光率及通风性的同时，也降低了冠层蒸散，从而维持了较高的土壤含水量，为植被光合创造了适宜的小气候环境。此外，适当的放牧还刺激了植被的补偿性生长，因此适度放牧可以长期维持生态系统较高的光合能力，从而提高生态系统的碳汇能力。平行观测结果表明，放牧地生态系统的最适光合温度要高于禁牧地，表明适度放牧可能是应对全球变暖的有效手段。而放牧地生态系统碳通量与气象因子的偏相关性要低于禁牧地，说明放牧对草地生态系统的碳通量具有一定的调控作用，有可能会削弱生态系统对气候变化的响应。