草地地上生物量（Above Ground Biomass,AGB）指某一时刻、单位面积内的草地植物地上部分的有机质总量,是衡量草地植被群落生长状况与生产力的关键指标。在青藏高原,天然草地不仅是牧区经济赖以发展的生产资料,而且对维持高寒生态系统平衡具有重要作用。因此,精准高效地估测AGB对科学评估高寒地区天然草地载畜量和草地生态系统功能等具有重要意义。传统的外业采样方法成本高、效率低,还受地形和交通条件等诸多因素的限制。遥感技术成本低、周期短、平台丰富,能在多个尺度实现草地AGB的动态监测,已成为重要可行的AGB估测手段。已有研究表明,受空间异质性、生长时期和草地利用程度等因素的影响,天然草地的冠层光谱特征复杂,导致草地AGB遥感估测模型的反演精度参差不齐,反演结果通常存在较大的不确定性。因此,本研究以青海省门源县作为研究区,利用连续3年（2019–2021）的野外观测数据和地面高光谱遥感数据及Sentinel-2卫星的MSI图像,分析了不同生育时期和不同利用程度的高寒草甸光谱特征;结合最小绝对值收敛和选择算子回归（Least Absolute Shrinkage and Selection Operator,Lasso）、支持向量机（Support Vector Machine,SVM）、随机森林（Random Forest,RF）和多层感知器（Multilayer Perceptron,MLP）4种机器学习算法构建了天然草地AGB的遥感反演模型,研究了门源县天然草地AGB的时空分布特征。主要获得如下研究结果:（1）不同放牧强度对草地植被反射率有一定影响,但反射率曲线依然符合植被光谱变化的规律。光谱曲线具有明显的绿峰（540～580 nm）、红谷（650～690nm）、红边（680～760 nm）、近红外反射平台（760～1300 nm）和2个短波红外反射峰（1450～1800 nm、2050～2300 nm）。随着高寒草甸从生长旺盛期（7、8月）到进入枯草期（9月）,光谱的红边位置（Red Edge Position,REP）具有向蓝边移动的特点;8月份不同放牧梯度小区草地的冠层反射率在短波红外区域（1450～1800 nm）差异显著,9月份在近红外区域（1000～1150 nm）差异明显;特别是重度放牧小区在8–9月期间的近红外反射率高于其他小区。这是遥感探测草地AGB及放牧强度的重要物理基础。（2）地面高光谱遥感数据对草地AGB具有良好的估测能力。利用一阶微分光谱（FD）的7个特征波段（425 nm、663 nm、1055 nm、1183 nm、1239 nm、1675 nm和1736 nm）构建的SVM模型具有较高的AGB预测精度（R~2=0.61,RMSE=642.89 kg/ha）;基于植被指数（VI2、Dr、NDMI、PRI、NDBleaf、NDVI1）和去包络线光谱（CR）的特征波段（357 nm、1162 nm、1554 nm、1798 nm、1658nm、1714 nm）构建的RF模型是精度最高的AGB地面高光谱估测模型（R~2=0.68,RMSE=585.39 kg/ha）,其中变量VI2和Dr具有重要作用,其贡献率可达54%。（3）利用Sentinel-2 MSI数据可以实现样地尺度和县域尺度草地AGB的遥感估测。基于Sentinel-2光谱波段（B12、B6、B11、B9）和植被指数（m NDVIre、CIgreen、PSSRa、NDVIre、S2REP、REIP）构建的RF模型具有良好的AGB估测性能（R~2=0.69,RMSE=563.52 kg/ha）。模型反演结果显示,门源县草地AGB具有东南高、西北低,中部高、南北低的分布特点;重牧小区的AGB显著区别于其他放牧小区,因此可以用于监测天然草地是否重牧过载,对禁牧休牧和草畜平衡状况的动态监管具有重要应用价值。