本研究在综述国内、外净第一性生产力（NPP）估算的遥感模型的基础上，以内蒙古为研究区域，利用1998-2005年的SPOT归一化植被指数（NDVI）遥感数据，通过划分植被类型、根据野外实测牧草光响应曲线计算典型草原最大光能利用效率和确定植被生长季节，对现有的光能利用效率模型进行了改进，并利用改进的光能利用效率模型估算出内蒙古地区净第一性生产力及其时空格局。进而，通过建立1998-2002年5-9月逐旬草地实测地上生物量数据与相应时段NDVI遥感数据的线性回归方程，外推得到典型草原区每年逐旬地上生物量的空间格局，并根据旬最大地上生物量与该旬净第一性生产力的差值，计算该旬的地下生物量值，最终得到典型草原区旬的地下生物量与地上生物量比值的时空格局。在此基础上，重点分析了影响内蒙古地区净第一性生产力和地下与地上生物量之比时空格局的生物和非生物因素。　　 本研究拟解决的关键科学问题是：（1）植被生长季节长度是否决定净第一性生产力?（2）草原植被的地下生物量与地上生物量之比是否存在着显著的时空差异?　　 主要的研究结论如下：　　 （1）各植被类型NPP的计算结果及其影响因素：内蒙古全区多年平均NPP为184Mgc/㎡（1Mg=106g），各植被类型NPP的多年平均值分别为：常绿针叶林168.9 gc/㎡，落叶针叶林252.64 gc/㎡，落叶阔叶林316.5 gc/㎡，灌丛113.46 gg/㎡，草甸草原195.917gc/㎡，典型草原154.295 gc/㎡，荒漠草原126.3 gc/㎡，农田202.54 gc/㎡，荒漠69.02 gc/㎡。总体来看，森林生态系统的NPP最高，其次是农田、草甸草原、典型草原、荒漠草原、灌丛，荒漠生态系统的NPP最低，上述不同植被类型NPP的大小顺序与其他研究结果基本一致。此外，通过与其他模型计算的内蒙古地区NPP的比较发现，本文改进后的光能利用效率模型计算结果与chikugo模型计算结果很相近，但明显低于传统光能利用效率模型的计算结果。可以认为，由于采用了改进的光能利用效率模型，NPP的计算精度有所提高。据此，利用改进后的光能利用效率模型计算的内蒙古地区NPP，结果可信。　　 从NPP的逐年波动状况来看，各植被类型1998～2003年期间NPP的波动幅度较小，但落叶针叶林、灌丛和草甸的NPP在2004年达到极大值，2005年又显著回落，NPP的这种年际波动与同期水热条件的年际波动没有显著的相关性。在考虑滞后的情况下，通过对各植被类型逐月NPP与前期NPP月值和月降水量进行的相关分析判定，逐月NPP与前一个月的NPP和累积降水量呈显著正相关关系，与前两个月NPP和累积降水量呈显著负相关关系，说明前期NPP通过光合产物的季节分配功能，影响着后期NPP的形成，而前一个月的降水量在很大程度上决定着NPP的季节增长速率，降水量越多，NPP越大，反之，NPP越小。以具有突变性质的2004年为例，该年落叶针叶林、灌丛和草甸草原区域5月份的降水量在8年中是偏多的，从而为植物的生长发育提供了充足的水分，使得6月份的NPP迅速增加，落叶针叶林和灌丛的NPP甚至达到最大值，加之前一个月的NPP与其后的NPP有显著正相关关系，所以，使得该年这3个植被类型NPP的最大值显著大于其他年份NPP的最大值。　　 （2）净第一性生产力的空间格局及其影响因素：从净第一性生产力的空间分布来看，内蒙古境内的主要山地成为NPP分布的高值区域，其中，以大兴安岭北部的落叶针叶林、东部的落叶阔叶林最高，NPP介于500～562gc/㎡·a；河套平原农耕区的NPP介于400～540gc/㎡·a之间；鄂尔多斯高原东北的NPP介于250～440gc/㎡·a之间；呼伦贝尔高原和锡林郭勒高原的草甸草原、典型草原和灌丛以及西辽河平原农田的NPP介于200～400gc/㎡·a之间；锡林郭勒高原的西南、乌兰察布高原和巴彦淖尔高原荒漠草原的NPP介于30-50gc/㎡·a之间；鄂尔多斯高原和阿拉善高原荒漠地区的NPP最低，降至30gc㎡·a以下。　　 在各植被类型内沿同一降水带考察净第一性生产力随温度梯度的变化发现，除落叶针叶林的净第一性生产力与年均温负相关关系不显著外，其他植被类型的NPP与年均温的空间分布一般呈负相关关系，即随着各地年均温的升高，NPP降低；同样在各植被类型内沿同一温度带考察净第一性生产力随降水梯度的变化发现，除常绿针叶林的净第一性生产力与年降水量呈负相关关系外，其他植被类型的净第一性生产力与年降水量的空间分布一般呈正相关关系，即随着各地年降水量的增加，净第一性生产力增加。　　 （3）NPP的时间格局及其影响因素：从NPP的趋势变化来看，大兴安岭东北部、呼伦贝尔高原东北部、鄂尔多斯高原东南部NPP呈显著增加（p<0.05），且与年均温和年降水量的趋势一致，说明在气候比较湿润的区域，净第一性生产力的增加受到年均温升高和年降水量增加的共同影响；呼伦贝尔高原中西部地区和锡林郭勒高原西北部NPP呈显著减少（p<0.01），且年均温呈升高的趋势，而年降水量呈减少的趋势，说明在气候比较干旱的区域，NPP的减少与气温的升高引起的蒸腾加剧和水分亏缺有关，同时和降水量减少引发的干旱有关，水分条件成为制约NPP的关键因素。　　 从NPP的周期变化来看，各植被类型的NPP都具有32～36旬的准年周期（第一周期）；除荒漠以外，所有植被类型的NPP还具有16～20旬的准半年周期（第二周期），其中农田的16～20旬周期在2002年之后更为明显。此外，各植被类型的NPP还具有大致3旬左右的短周期，其中，森林植被类型中，以常绿针叶林的短周期最为明显；对于草原来说，荒漠草原的短周期较草甸、典型草原更加明显。小波互相关分析显示，所有植被类型的NPP与旬总降水、旬均温、旬10cm土壤水分、谢氏干燥度指数、旬地表总净辐射等环境因子的相关关系在年周期这一尺度上最为显著，而所有植被类型的NPP与环境因子的小波互相关差异主要体现在年内尺度上。　　 从逐年各植被类型NPP的影响因素来看，影响落叶针叶林NPP的主导因素是生长季节长度和大于10度的积温；常绿针叶林是年均温；落叶阔叶林是地表净辐射和年均温；灌丛、草甸草原与荒漠草原是大于10度的积温和10cm土壤水分；典型草原是大于10度的积温、10cm土壤水分；耕地是生长季节长度与年均温：荒漠是降水与谢式干燥度。可见，不同植被类型的NPP受不同主导环境因子的影响，生长季节长度并不是一个普适的影响因子。此外，分析逐年影响净第一性生产力的主导影响因素发现1998年则主要受生长季节长度控制，1999年、2000年、2001年、2003年、2004年与2005年。这些年份中NPP主要受到10cm土壤水分的影响。各年影响因素如下：影响1998年各植被类型NPP的因子主要是生长季节长度、土壤水分；1999、2000年为10cm土壤水份、生长季节长度；2001、2004、2005年为10cm土壤水份、生长季节长度；2002年为10cm土壤水份、生长季节长度；2003年为10cm土壤水份、大于10度的积温。　　 （4）NPP与生长季节长度关系：在研究的期间内，全区生长季节开始日期在70～130天左右，在大兴安岭山地、乌珠穆沁盆地、昭乌达高原、西辽河平原，生长季节开始日期显著提前1.12天/年（p<0.01），在锡林郭勒高原南部与浑善达克沙地接壤的地区、乌兰察布高原和鄂尔多斯高原，生长季节开始日期显著提前0.2天（p<0.05），在呼伦贝尔高原的呼伦湖附近以及锡林郭勒高原西北部区域，生长季节开始日期显著推迟0.6天/年（p<0.05）：而全区生长季节结束日期在250～310天左右，在巴彦淖尔高原、乌兰察布高原、鄂尔多斯高原东北部以及河套平原，生长季节结束日期显著推迟0.4天/年（p<0.01），在西辽河平原、昭乌达高原南部、锡林郭勒高原南部，生长季节结束日期显著推迟0.3天/年（p<0.05），在呼伦贝尔高原东北部区域，生长季节结束日期显著提前，平均提前0.4天/年（p<0.01），而在乌珠穆沁盆地和昭乌达高原，生长季节结束日期显著提前，平均提前0.15天/年（p<0.05）：全区生长季节长度在200天～250天左右，在大兴安岭东部、锡林郭勒高原中部和乌兰察布高原、巴彦卓尔高原、河套平原和鄂尔多斯高原东南部，生长季节显著延长0.6～1.4天（p<0.05），而在大兴安岭中部与昭乌达高原，生长季节长度显著缩短0.4～1天/年（p<0.05）。　　 （5）地下与地上生物量之比的时空变化：从地下与地上生物量之比的空间变化来看，整个典型草原区地下与地上生物量之比的平均值为15.61，标准差为3.6。地下与地上生物量之比较大的区域在锡林郭勒与乌兰察布高原接壤的地区，同时鄂尔多斯高原南部地下与地上生物量之比也较高：而地下与地上生物量之比较低的区域分布在大兴安岭西麓的呼伦贝尔高原、两辽河平原和锡林郭勒高原的东部区域。一般来讲，地下与地上生物量之比值较高的区域通常水热条件较差，而在水热条件较好的区域通常地下与地上生物量之比较低。自呼伦贝尔高原到乌兰察布高原划一条东北-西南向的样线，可以看出，沿着此样线，年降水量逐渐减少，年均温逐渐升高，而地下与地上生物量之比则逐渐增大，反映了草原植被的地下与地上生物量之比有从比较湿润的地区向比较干旱的地区增大的趋势。