青海云杉是祁连山自然保护区的建群种,在维持祁连山生物多样性、生态系统功能、特别是水源涵养功能上占据举足轻重的地位。在全球变化大背景下,地处于西藏高原东北边缘的祁连山生态系统尤其敏感,可能造成不可逆转的生态破坏。然而目前我们对祁连山区气候变暖的主要成因-碳循环却知之较少,碳循环对区域气候的影响及两者之间的相互作用更少。因此,本研究以祁连山中部青海云杉林为研究对象,从碳循环过程中最具复杂性和变异性的土壤CO2通量着手,研究区包括青海云杉2600-3100m分布区域,研究了土壤呼吸(裸土覆盖)时空变异性,以及土壤呼吸和苔藓表面CO：通量的差异,以期加深对沿海拔梯度变化的土壤C02通量控制因子、时空变异性的了解,以便于土壤CO2通量空间化,为将来祁连山区域碳平衡研究奠定基础。然后,基于CENTURY模型最新版本Dailydaycent模型分析讨论在不同气候情境下青海云杉的碳循环动态变化,包括温度增加2℃(T)、降水增加10%(P)、C02浓度加倍(C02)、温度增加2℃+降水增加10%(T+P)、温度增加2℃+C02浓度加倍(T+C02)和温度增加2℃+降水增加10%+C02浓度增加(T+P+CO2)6种情景,以期了解青海云杉碳循环未来潜在可能的动态变化,以便于掌握青海云杉未来碳汇／源功能的变化及对大气CO2的影响,有利于及早制定应对气候变化的对策。本论文的主要结论如下：青海云杉林土壤CO2通量部分：1、青海云杉土壤呼吸的日变化主要受到气温控制。青海云杉月变化主要受到土壤温度和土壤水分的协同作用,土壤温度和土壤水分能够解释各样地(从Plot1～Plot6)土壤呼吸时间变化的50.3%、77.3%、53.2%、92.2%、78.7%和69.4%。但在低海拔样地(Plot1～Plot3),土壤温度对土壤呼吸的作用受到土壤水分的混淆,土壤水分在干旱时期成为主要控制因子,而高海拔样地(Plot4～Plot6)土壤温度一直是主要控制因子。2、在低海拔区域,土壤水分是造成青海云杉林土壤呼吸空间变异的原因,导致Plot2有最大的土壤呼吸值。在高海拔区域,气温是造成青海云杉林土壤呼吸空间变异的原因,导致Plot6有较大的土壤呼吸值。虽然土壤呼吸与地形、立木条件无显著性关系,但Plot6的坡向和LAI导致该样地的气温较高,间接影响到土壤呼吸。土壤温度和土壤水分能够解释低海拔和高海拔两个梯度土壤呼吸空间变异的52%和75.1%。3、苔藓表面CO2通量普遍要小于相应的土壤呼吸。考虑苔藓在样地内覆盖度和苔藓的光合作用后,地表CO2净通量相对于原始土壤呼吸小23.71%。基于CENTURY模型对未来气候情景下的青海云杉林碳循环模拟部分：1、Dailydaycent模型能够用于青海云杉林的碳循环模拟,但是对青海云杉林土壤呼吸的模拟结果偏低。2、NPP和植物碳储量在T情境下出现下降,在21世纪末分别下降10.74%和7.58%,在P. CO2、T+P、T+CO2和T+P+CO2情境下,NPP和植物碳储量有不同程度的增幅,NPP在21世纪末分别增加23.62%、41.52%、11.59%、30.81%和58.40%,植物碳储量分别增加了17.53%、20.36%、8.80%、11.77%和31.70%。3、异养呼吸在T情境下的21世纪木下降了5.91%,而在其他情境下的21世纪末有不同程度的上升,其中在P情境下上升了16.57%,在CO2情境下上升了20.63%,在T+P情境下上升了9.85%,在T+CO2情境下上升了14.62%,在T+P+CO2情境下上升了33.13%。4、土壤碳储量只在CO2和P情境下出现增加,在21世纪末增加了1.65%和3.67%。而在其他情景的21世纪末都出现减少,其中在T情境下下降了9.53%,在T+P情境下下降了8.19%,在T+CO2情境下下降了6.28%,在T+P+CO2情境下下降了3.95%。5、生态系统累积净碳交换量在T、T+P情境下为负值,青海云杉林表现出碳源趋势,在2010-2100年间分别释放出2017.99、251.07gC/m2。在其他情景下青海云杉林表现出增强的碳汇功能,在P、CO2、T+CO2和T+P+CO2情景下分别吸收1988.66、2705.50、425.85和2656.59gC/m2。