草地是目前受人类活动影响最为严重的区域之一，其碳素行为非常活跃，具有相当大的碳蓄积能力，这些潜在碳汇在全球碳循环中起着很大的作用。因此，对草地生态系统碳循环主要过程及其影响因素的研究是认识全球碳循环的关键之一。在我国，温带草原和高寒草甸是两个主要的草地类型，其中温带草原在我国占据着特殊的生态地理位置，自然条件的严酷性、气候的波动性、以及社会和经济条件的复杂性使这些地区成为对全球变化响应的敏感带。这也决定了半干旱草地生态系统碳循环研究对于准确评估我国整个陆地生态系统的源汇贡献、研究碳循环过程对气候变化的响应、完善碳循环的动态平衡机制等都具有十分重要的作用。因此，本研究基于遥感数据利用光能利用率模型，结合半经验机理模型对内蒙古锡林河流域CO2净交换进行了估算、分析和评价，希望通过该研究可以更好地了解区域尺度上的碳循环过程及机制，该研究具有一定的科学意义和实际意义。　　 主要研究内容包括：　　 首先基于MODIS和CHRIS/PROBA数据对地表参数(土壤温度、土壤湿度、叶面积指数，光合有效辐射、光合有效辐射吸收比例、光能利用率等)进行了遥感定量反演；针对内蒙古半干旱草地生态环境特征，以改进的光能利用率模型(VPM)为基础，完善了区域尺度下半干旱草地净初级生产力(NPP)遥感模型；考虑了气温、植物生长状况和土壤水对模型的影响，并采用实测数据、卫星产品及前人研究成果对反演结果进行了验证。结果表明，各参数估算精度及NPP估算精度可以满足实际应用需要，该模型具有较好的可行性和适用性。　　 然后参照当前应用较广的BEPS模型的土壤呼吸估算方法，充分考虑温度、水分进行土壤呼吸的估算。其中10cm深土壤温度、土壤表层含水量基于实测数据和遥感方法进行定量估算。植被不同的季相常对应着不同的生物量和碳素的分配同化能力、根系的数量和活性等。因此，本研究考虑了植物在生长季内的变化，引入叶面积指数作为这一参数的表征，以生长季内最大叶面积指数为准，对不同时段叶面积指数进行归一化，构建针对该区草地生态系统植被状况响应因子，最终实现基于遥感的土壤呼吸的定量估算。　　 最后，以改进的光能利用率模型(VPM)为基础，结合半经验生态机理模型(BEPS)土壤呼吸模块，研究了区域尺度二氧化碳净交换定量估算方法。利用遥感估算的生态参数来驱动模型，实现了对锡林河流域NEE的遥感监测。最后，结合研究区内实测数据、卫星产品及前人研究结果对NPP、土壤呼吸和NEE进行了对比、校验分析。经验证，实测日NEE值约为1.25995 gC/m2·d。本研究中日NEE值约为1.035 gC/m2·d，相对误差约为0.179，精度满足研究需求。