气候变化是当今世界面临的最大挑战之一,生态系统的碳、水循环及其耦合关系是评估生态系统对气候变化响应的重要因素;秦岭是全球气候变化与区域适应研究的热点区域。因此,探究气候变化背景下秦岭区域生态系统碳、水通量的时空变化具有重要意义。本研究首先,通过评价生态系统总初级生产力（Gross primary productivity,GPP）和蒸散（Evapotranspiration,ET）的多源遥感产品,构建了适用于我国秦岭区域的GPP和ET组合数据集。然后,耦合Biome-BGC模型和PEST参数优化软件,基于上述组合数据集,实现了秦岭区域典型植被Biome-BGC模型的模拟参数优化和模拟性能评价。最后,基于历史和CMIP6模式的未来气候数据,驱动优化后Biome-BGC模型模拟秦岭区域历史和未来时期GPP、ET并计算了生态系统水分利用效率,探究和分析了气候变化背景下秦岭区域的碳、水关系和时空变化规律。本文实现了Biome-BGC模型参数的自动优化和在秦岭区域尺度的模拟,提升了秦岭区域碳、水通量的模拟效果,并对区域生态系统未来碳、水关系的变化进行了预测。研究结果为单点过程模型的优化、区域尺度生态系统碳、水通量的模拟提供理论依据和技术参考。研究得到如下主要结论:（1）在我国8个不同生态系统定位研究站点（千烟州、长白山、禹城、海北、当雄、鼎湖山、内蒙古、西双版纳）,总体效果最优的GPP产品是VPM GPP,ET产品是China ET。构成秦岭区域组合数据集的GPP产品包括RF GPP（常绿针叶林）、PML-V2GPP（落叶阔叶林）、VPM GPP（作物）、AVHRR GPP（灌丛草甸）;ET产品包括PML-V2 ET（常绿针叶林、落叶阔叶林）、China ET（作物）以及CR ET（灌丛草甸）。（2）Biome-BGC模型在秦岭区域典型植被覆盖条件下,模拟GPP和ET的敏感性参数主要包括:氮的大气沉降、共生和非共生氮、表皮导度、最大气孔导度、叶片碳氮比、年植物火灾的死亡率、冠层截留系数、Rubisco中叶氮的百分比含量、年活立木周转率、凋落期占生长季的比例、冠层消光系数、当前生长部分的比例、年整株植物的死亡率以及转换期占生长季的比例。经过敏感性参数优化后,秦岭区域总体GPP和ET模拟值和遥感观测值（即前文所构建遥感数据集）之间的决定系数R~2分别上升34.49%和52.92%;RMSE分别下降了37.02%和55.00%。（3）秦岭区域历史时期GPPyear年均值为1420.77 g C m-2,呈现南高北低、西高东低的空间分布特征。GPPyear变化率为3.544 g C m-2a-1。其中作物的年内逐月GPPmonth呈现“双峰”变化,其它植被则呈现“单峰”变化。在SSP245情景下,GPPyear的变化趋势为未来远期＞未来近期＞历史时期;GPPyear变化率的变化趋势为未来近期＞未来远期≈历史时期;未来时期GPPmonth的年内逐月变化和历史时期相似。在SSP585情景下,GPPyear的变化趋势为未来远期＞历史时期＞未来近期;GPPyear变化率的变化趋势为未来远期＞未来近期＞历史时期;未来时期GPPmonth的年内逐月变化和历史时期相似。（4）秦岭区域历史时期ETyear年均值为572.52 mm,呈现中部区域高、四周边缘低的空间分布特征。ETyear变化率为3.016 mm a-1;各植被覆盖条件下ETmonth年内逐月变化呈现“单峰”模式。在SSP245情景下,ETyear的变化趋势为未来远期＞未来近期＞历史时期;ETyear变化率的变化趋势为历史时期＞未来近期＞未来远期;未来时期ETmonth的年内逐月变化和历史时期相似。在SSP585情景下,ETyear的变化趋势为未来远期＞未来近期＞历史时期;ETyear变化率的变化趋势为未来远期＞未来近期＞历史时期;未来时期ETmonth的年内逐月变化和历史时期相似。（5）秦岭区域历史时期的生态水分利用效率WUEyear年均值为2.48 g C kg-1 H2O,呈现北部高,东北、西北角以及中南部低的空间分布特征。秦岭区域WUEyear的变化率为-0.062 g C kg-1 H2O 10a-1;常绿针叶林的年内逐月WUEmonth呈现“谷状”变化,其他植被则呈现“双峰”变化。在SSP245情景下,WUEyear的变化趋势为历史时期＞未来远期＞未来近期;WUEyear变化率的变化趋势为未来近期＞未来远期＞历史时期;未来时期WUEmonth的年内逐月变化和历史时期相似。在SSP585情景下,WUEyear的变化趋势为历史时期＞未来远期＞未来近期;WUEyear变化率的变化趋势为未来远期＞未来近期＞历史时期;未来时期WUEmonth的年内逐月变化和历史时期相似。