植被生物量是评价生态系统结构与功能的重要指标。该论文研究了高精度曲面建模(HASM)进行草地生态系统和森林生态系统地上生物量空间预测的适用性，发展了与遥感信息相结合的草地地上生物量高精度曲面建模方法(HASM-GB)和与生理生态机理模型相结合的森林地上生物量高精度曲面建模方法(HASM-FB)，对模拟结果进行了精度检验。并基于不同情景下未来中国土地利用变化格局估测了未来至2030年中国植被地上生物量的空间分布格局。本文围绕生物量模拟开展了以下研究:　　 首先，为了从整体上了解植被生物量分布的时空格局，及其与气候因素的相关性，采用全球植被动态模型模拟了全球尺度上生物量在过去100年的时空变化趋势及其与气温和降水的时空关系。结果表明过去100年植被碳储量呈增加趋势，分段线性回归表明这种上升趋势在20世纪50年代具有转折点，转折点后的增加速率高于之前。分析还表明植被碳储量对气候变化的响应具有很大的区域差异，与各地区植物生长所受的环境条件约束状况有关。　　 本文重点分析了草地地上生物量的高精度曲面建模方法的适用性。首先对内蒙古自治区锡林浩特典型草原区的地上生物量通过HASM、普通克里金、回归克里金和RMA(Reducedmajoraxis)四种方法进行了模拟，结果表明HASM的模拟结果最接近地上生物量的实测值，与其他三种方法相比，HASM模拟结果具有最小的平均绝对误差、最小的均方根误差和与测定值最大的相关系数。然后对20世纪末和21世纪初两个时期的草地生态系统地面样带区的地上生物量进行了模拟，样带由中国的三江平原延伸至西部的青藏高原，跨越多个草地生态系统类型，采用样带实地地上生物量调查数据为HASM的采样点，以同时期遥感数据为辅助变量，建立了草地地上生物量的高精度曲面建模方法HASM-GB。结果表明HASM-GB方法的模拟优于高于目前广泛使用的生物量遥感回归模型。　　 本文还重点分析了森林地上生物量的高精度曲面建模方法。首先，采用HASM模拟的中国高精度气候数据驱动全球植被动态模型LPJ-DGVM，并将该模型在中国应用时的参数进行了调整，模拟出中国森林地上生物量的空间分布，然后，通过文献调研收集中国森林地上生物量野外实测数据，最后以森林地上生物量实测数据做为HASM的优化控制条件，以LPJ模型模拟的中国森林生物量的空间分布为驱动场，对中国森林生物量的空间分布进行了模拟，发展了森林地上生物量的高精度曲面建模方法HASM-FB。结果表明该方法融合了站点和模型宏观模拟两种尺度上的生物量数据，能够提高生物量的模拟精度，模拟结果还表明该方法对采样点的准确度和代表性要求较高。基于林分胸径断面积的野外采样数据对目前受到广泛关注的亚马逊热带森林的生物量分布进行了模拟。　　 最后，本文基于不同情景下土地利用变化模拟了中国未来植被生物量的空间分布格局。首先采用土地利用动态模型Dyna-CLUE模拟了在国家规划和沿历史趋势两种情景下土地利用变化的空间分布格局，然后根据文献调研所得的中国103个植被群系的生物量密度和林龄的增长，模拟了两种土地利用情景下中国未来的植被生物量分布，结果表明，至2030年规划情景下比沿历史趋势情景下植被生物量高0.09Gt，并且规划情景下中国人工林面积较大，林龄普遍偏低，其作为碳汇的潜力远高于沿历史趋势情景。　　 高精度曲面建模与遥感数据和过程模型相结合，是提高生物量空间预测精度的有效手段。该论文以辅助信息和HASM模型相结合的方法，提高了主要植被生态系统类型生物量空间分布的模拟精度，对合理利用生态资源、预测全球变化与生态系统间的反馈关系有着极为重要的意义。