温室气体的排放引起的温室效应使得气候变化已成为当今全球共同面临的重大问题。在这些温室气体中,二氧化碳对气候变暖的影响最大。城市绿地作为城市生态系统中自然成分的主体,在调节全球碳循环,减缓大气二氧化碳浓度增加的过程中发挥着至关重要的作用。定量研究城市绿地碳储量可以更好地理解城市绿地在全球碳循环中减少温室气体二氧化碳排放的作用,并能为城市绿地规划和管理提供理论依据。遥感技术可以即时、有效、大尺度的估算植被碳储量,更可以长期监测碳储量的动态变化,因此利用遥感数据可以更加省时省力地对城市绿地碳储量进行估测和空间分布的预测。本文以西安市城市绿地为研究对象,采用地面调查资料与遥感影像相结合的方式,对西安城市绿地地上碳储量变化进行估测。首先建立了适用于西安地区的11种灌木单株生物量模型;然后利用2010年Landsat影像,结合样地调查估算得到的实测碳储量数据,建立植被指数与城市绿地地上碳储量估算模型;在此基础上,基于2004年、2010年和2013年三期Landsat遥感数据,通过所建立模型分别估算了2004年、2010年和2013年西安城市绿地地上碳储量,并分析了其时空动态变化特征及引起时空分布变化的原因。主要研究结果如下:(1)采用回归分析法构建了小叶女贞、雀舌黄杨、紫叶小檗、大叶黄杨、石楠、海桐、木槿、南天竹、紫薇、丁香、连翘等11种西安常见绿化灌木单株器官及个体生物量模型。11种灌木器官及个体生物量最佳估算模型多以幂函数(CAR)模型为主,只有大叶黄杨叶生物量模型和南天竹叶生物量模型为对数函数(VAR)模型。模型自变量的选择上,除大叶黄杨的枝、根及个体生物量最优估算模型自变量为基径,紫薇各器官和个体生物量、南天竹的叶生物量最佳模型自变量为株高,石楠、丁香和连翘各器官与个体生物量模型以及海桐叶生物量模型自变量为基径平方与株高乘积外,其他灌木各器官及个体生物量模型自变量均与冠幅因子有关,其中,雀舌黄杨各器官及个体生物量模型自变量参数均为植株冠幅直径与株高乘积,紫叶小檗各器官及个体生物量模型均以植冠体积为自变量估算生物量最佳;(2)基于2010年西安Landsat遥感数据,从中提取了归一化植被指数、比值植被指数、差值植被指数、土壤调整植被指数、修改型土壤调整植被指数和重归一化植被指数等6种植被指数,结合样地调查数据,采用回归分析法构建了6种植被指数与西安城市绿地地上碳储量回归模型。其中,归一化植被指数的幂函数模型R2值(R2=0.711)在所有植被指数拟合方程中为最高,该方程回归关系极显著(F检验,P<0.001)。经过模型精度检验,预测精度为86.3%。表明归一化植被指数与城市绿地地上碳储量之间有较好的相关关系,可以用于估算城市绿地地上碳储量。(3)利用建立的归一化植被指数与城市绿地地上碳储量估算模型,分别估算了2004年、2010年和2013年西安城市绿地地上碳储量。2004年、2010年和2013年西安城市绿地地上碳储量分别为73843t、126621t和200076t;碳密度分别为1.62t/ha、2.77t/ha和4.38t/ha。2004年西安城市绿地大部分区域碳密度集中在0.0-1.0t/ha,碳储量高密度区域极少;在2010年和2013年碳密度大于1.0t/ha的区域明显增加。2013年碳密度超过12t/ha的区域明显多于2004年和2010年。总体上,近9年来西安城市绿地地上碳储量呈现持续上升的趋势,地上碳储量分布更加均衡。(4)2004-2013年,西安城市绿地地上碳储量和碳密度在不同层面城市化梯度带上发生了显著变化。2004-2013年一环内、一环与二环间以及二环与绕城高速间地上碳储量和碳密度均呈逐步增加趋势。2004年、2010年和2013年碳密度均为二环与绕城高速间>一环与二环间>一环内。沿东—西、南—北、东南—西北、东北—西南四条轴线梯度和缓冲区梯度,2004-2013年碳密度均呈现出了较明显的梯度特征。(5)西安城市绿地地上碳储量与降水之间无显著相关,政府政策导向、大树进城以及世园会的举办对西安城市绿地地上碳储量时空分布格局变化有着重要影响。