森林生物量是整个森林生态系统运行的能量基础和营养物质来源,是研究生产力、净生产力、碳循环的基础,对于深刻认知全球气候变化影响、实现区域或全球可持续发展具有重要意义。本研究以北亚热带高山区日本落叶松人工林生态系统为研究对象,建立了基于标准地调查常规方法的相容性生物量模型和基于TM遥感影像的生物量模型,并比较了其预测精度。主要结果如下:(1)日本落叶松林分总生物量随着林龄的增加而增大,幼、中、近、成熟林分的生物量分别为18.53t/hm-2、86.13 t/hm-2、101.84 t/hm-2和141.76t/ t/hm-2;林地净生产力在幼、中龄林阶段随着林龄的增长而增大,而在近成熟林阶段则随着林龄的增长而呈下降的趋势,幼、中、近、成熟林分平均净生产力分别为3.71t/hm-2.a、5.74t/hm-2.a、4.07t/hm-2.a、4.05t/hm-2.a;随着林分郁闭度的增加,森林生物量中乔木层所占的比例增大,灌草层所占生物量的比例下降。(2)日本落叶松单木生物量模型以D2H为参数的拟合精度高于仅以D为参数的模型,其中幂函数B=4.6×(D2H)0.827对预测北亚热带高山区日本落叶松单木生物量效果最佳,γ值和F值分别为0.979和926.1,达极显著水平。以代数和关系模型为基础建立了单木各器官的相容性生物量模型,树干(96.3%)和树皮(92.1%)的预报精度高于树叶和树根的精度(86.3%和88.4%)。灌草层生物量的估计误差与样品干、鲜质量的测量精度以及抽样误差密切相关,而与样本数关系不大,继续增加样本数并不能显著提高其预估精度。(3)采用逐步回归法对郁闭度C、平均林龄A、平均胸径D、平均树高H、林分蓄积M、林分密度N、胸高断面积B这7个自变量进行有效选优,构建了北亚热带高山区日本落叶松生物量预测模型B=-20.01+36.87C+0.36M-0.62D+2.51H+0.34A(精度达94.4%),通过联立方程组方式解决了生物量模型中总量与各分量的相容性估计问题。在建立的相容性模型系统中,乔木层的生物量预估精度为95.4%,高于林下灌草层(83.2%和80.09%),乔木层中以树干生物量预估精度最高(96.89%),其次为树冠生物量(95.47%),树根生物量的预报精度较低(89.91%)。(4)选择同时相的TM数据,以36块样地的遥感和测量因子为自变量,以实测生物量为因变量建立了遥感反演模型,并用15块独立样地的实测生物量进行模型精度评价。植被指数由于集中了较多的光谱信息,与生物量的相关性普遍大于单波段(TM3、TM4、TM5和TM3+4+5均与生物量正相关,但以TM4的相关性最高,γ=0.814,TM3的相关性最低),其中植被指数NDVI与实测生物量的相关性最高(γ=0.912),以NDVI构建了日本落叶松生物量遥感反演模型B=33.6+199×NDVI+17.5×NDVI2,利用该模型测算的该地区生物量范围为25 t·hm-2～211t·hm-2,将此生物量划分为4个等级,最后画出了该地区森林生物量等级分布图。在本实验条件下基于样地调查法的预测结果低于实际值,基于TM数据法的预测结果高于实际值。