气候变化和全球变暖使陆地生态的源/汇问题成为当前全球生态学研究的热点问题之一。作为陆域生态系统碳吸收能力最强的碳库，森林生态系统碳交换特征及其环境控制机理研究已经成为全球气候变化研究的焦点问题。目前杨树是我国主要营造林树种，栽种面积达到7×106hm2,占整个人工林面积13％，且每年以高速度增长，杨树人工林的碳汇效应已经成为我国碳汇的一个重要增长点。植被和大气之间CO2通量的长期观测有助于理解陆地生态系统的碳循环及其控制机理，评价生态系统碳循环及其对未来气候变化的响应。本研究以湖南岳阳杨树人工林为研究对象，以涡度相关法为主要技术手段，利用湖南杨树人工林观测站碳通量的长期连续观测数据，探讨了环境因子在不同时间尺度上对生态系统净碳交换(NEE)和生态系统呼吸(Re)的影响，分析了湖南杨树人工林碳通量的季节变化和年际碳收支。主要得到以下结论：　　（1）功率谱和协谱分析表明，开路涡度相关系统对高频湍流信号的响应能力可以满足湖南杨树人工林生态系统实际观测要求；开路涡度相关系统和常规气象系统对比分析表明，开路涡度相关系统在CO2通量长期观测中仪器性能稳定，可以满足CO2通量长期观测的客观需要；杨树林生态系统2006能量闭合度为0.81，白天的能量闭合度高于全年平均水平，夜间能量闭合度为0.74；湍流积分统计特征检验说明杨树人工林涡度相关系统湍流通量不存在障碍物或仪器自身产生的机械湍流，也不存在地形不平坦或异质性引起的温湿度空间上的差异；对于本研究站点而言，坐标旋转只在个别情况下影响湍流通量，旋转后的通量与未旋转通量相关系数高于0.96，而且三种坐标旋转方法对湍流通量影响的差异也不明显，说明本研究站点下垫面均匀平坦。WPL校正幅度对白天通量可达10~15%，对通量进行WPL校正是必要的。　　（2）利用通量观测塔2006年全年观测数据，应用FSAM（the Flux-Source Area Model）模型，分析了大气在不同稳定程度下，该观测区域的源区分布，结果表明：该地区具有较大的通量贡献区，观测结果代表性好；源区在全年主风风向上（0°~90°）相同大气条件下，非生长季的通量信息源区大于生长季，大气在不稳定条件，观测探头测得的通量信息源区比稳定条件时近，而风向在90°~180°，180°~270°，270°~360°区间内时，在相同大气条件下，其范围与主风向生长季相似；该测站有足够大的风距，测量结果能代表仪器所在地的现场特征，即森林下垫面特征。　　（3）杨树人工林NEE均具有非常明显的日变化和季节变化，非生长季NEE日变化波动很小，生长季NEE存在明显的日变化，在同一个月内，每天的NEE变化具有相同的趋势，说明植被与大气层的碳交换是稳定并且有内在规律的。其数值NEE在冬季的量级较低，夏季较高，研究期间全年月平均NEE最小值为0.3512 mg CO2m-2s-1，最大值为-1.285 mg CO2m-2s-1；该生态系统在2006年碳收支为-579 gCm-2yr-1。　　不同环境因子对生态系统碳交换具有明显不同的影响。光合有效辐射是控制生态系统净碳交换的主要因素，在生态系统对PAR的响应达到饱和状态前，随着PAR的增大，光合作用增强，系统碳汇作用也增大。湖南杨树人工林的连续观测表明，受日照和水分充足的影响，NEE主要受土壤温度和空气温度的控制，土壤水分不是控制NEE的主要限制因子。　　(4)杨树人工林不同月份生态系统呼吸(Re)的月平均日变化具有明显的季节动态，冬季量级较低，夏季量级较大。每天9：00前后生态系统呼吸强度最低，18：00左右达到峰值。杨树人工林生态系统呼吸月总值存在明显的季节变化。冬季比较小，与温度的季节动态保持一致，2006全年生态系统呼吸强度为864.84 gCm-2yr-1。2006年8月的Re为166.26gCm-2mon-1，是观测期间最大的单月碳排放量。2006年1月的Re为最低值为17.67gCm-2mon-1。　　温度是生态系统呼吸速率的主要控制因素。在本研究中，生态系统呼吸与土壤温度和空气温度都呈现很好的拟合关系。生态系统呼吸与10cm表层土壤水分相关性不明显，水分不是生态系统呼吸的主要限制因子。