陆地生态系统是维系生物圈乃至人类存在与发展的生命支持系统。该系统的碳循环过程与以全球变暖为标志的全球气候变化关系密切，并且陆地生态系统碳循环的研究有利于推动全球变化和生态学的研究进展。从国家利益角度来讲，本国温室气体的排放和固定数量是在环境外交谈判中掌握主动权的基础。在对全球碳平衡中各主要碳汇和碳源的估计结果表明，北半球中高纬地区可能存在一个很大的未知碳汇，另外黑河流域的生态环境问题严峻，越来越引起科研人员的关注。所以对黑河流域开展净第一性生产力(NPP)估算的研究将有助于寻找到该流域植被固定CO2的驱动因子。 本论文选用CASA(CarnegieAmesStanfordApproach)模型，结合多光谱遥感资料和气候数据，在VisualC++环境下编程实现对黑河流域1998-2002年净第一性生产力的时空分布和变化研究，并分析和探讨了上、中、下游NPP的驱动因子。同时模拟气候向暖湿转型的情景下，黑河流域NPP的时空动态变化。研究结论如下： 一、验证了CASA模型在内陆河流域范围内的可适用性。该模型最初建立来估算全球的净第一性生产力，是基于全球尺度的模型，在本论文的研究中证明将其应用到流域范围仍然具有高的准确性。 二、论文研究了黑河流域的碳循环及NPP量，根据5年的时间序列研究表明上游NPP总量最大，中游NPP总量其次，下游NPP总量最小。从1998到2002年，NPP值没有太大变化，基本处于正常波动状态，表明黑河流域的气温、降水、太阳辐射和植被在近几年变化不大。 三、分析黑河流域上、中、下游的NPP变化与气温、降水、太阳辐射和NDVI的相关性。发现NPP是热量和水分因素共同复杂作用的结果，其中上游和中游NPP与太阳辐射的相关性最大，整个流域NPP与降水的相关性小。 四、黑河流域下游的NPP与气温、降水、太阳辐射和NDVI的相关性都不强。因为上游、中游将河水进行了拦截和分流，而下游的降水量又远远小于蒸发量，因此对于下游来说，由于严重缺水，导致植被生长困难，所以NPP与温度、蒸发和降水的相关性都不强。 五、模拟气候变化之后的黑河流域NPP分布及变化。黑河流域上游山地植被和中游绿洲区的NPP有少量减少，而下游荒漠植被NPP增加。 六、CASA模型输出多种数据参数，包括净第一性生产力NPP、植被吸收的光合有效辐射APAR、光能利用效率LUE、估计蒸散EET等。这些参数对于黑河流域的植被光合作用和固定碳能力进行了定量描述。