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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。本研究以北京地区的森林生物量为研究对象,根据研究区具体情况,收集地面调查资料,应用标准地调查数据及1999年、2002年TM遥感数据,建立了生物量遥感估测模型,利用该模型反演北京地区1999、2002年生物量,分析了北京地区森林生物量的时空动态。在此基础上,建立Markov预测模型,结合一阶、二阶变化矩阵,预测了北京地区2005、2008森林生物量的分布,并结合DEM数据对北京地区的森林生物量进行三维仿真。主要研究内容及结果包括:(1)通过生物量与TM的不同波段、波段组合以及植被指数等估测因子之间的相关性分析,选取相关性较好的NDVI、RVI、DVI、SAVI、MSAVI进行生物量建模并进行精度检验,结果表明以NDVI为变量的生物量估测模型Biomass =13.007×(NDVI)~2+203.74×(NDVI)+10.859能很好反映生物量的分布情况,模型相关系数为0.92。(2)应用建立的生物量估测模型计算1999、2002年生物量,并分析其时空动态特征,发现北京地区森林生物量时间动态特征:由于实行退耕还林、封山育林等保护措施,2002年的森林生物量高于1999年的生物量。空间动态特征:1999年生物量沿海拔梯度的分布规律与2002年基本相似,生物量随着海拔的升高而增大,到达某个峰值后开始逐渐下降;1999年森林生物量沿坡度梯度空间分布曲线与2002年相比,其变化规律基本相同,但在各个坡度梯度上,生物量均有不同程度的变化;两期的森林生物量随坡向的变化基本相同;2002生物量沿坡位梯度空间分布曲线形态与1999年有大幅度的变化,坡谷部的生物量急剧减少,由39.59t减少到10.66t,其原因是由于人类生产、生活对木材的需要量大增,交通较为便利的坡谷森林植被遭到了一定程度的破坏。(3)利用1999年、2002年北京的遥感图像求一阶、二阶变化矩阵,用一阶、二阶变化矩阵结合Markov模型预测2005年、2008年的生物量,结果表明:北京地区总生物量从1999年到2008年是呈现增加的趋势的。其中,五级生物量的面积呈现增加的趋势,而三级生物量面积下降明显。