区域性森林生态系统碳库的储量和变化对全球碳平衡产生巨大的影响,研究其对现在及未来的气候变化和碳平衡都具有重要意义。对于研究陆地系统的碳循环乃至全球碳循环都是一个基础。本文研究以小兴安岭地区遥感影像和130块小兴安岭样地调查数据为基础,建立两组碳密度模型。其一,以各林分因子为自变量并对其进行筛选,对基于常规逐步回归法建立森林生态系统各分量或森林生态系统总量碳密度模型,及基于实地调查的相容性森林生态系统碳密度模型,并对两种模型的精度进行比较。其二,初步选择包括各个波段的灰度值、不同波段灰度值之间的线性和非线性波段组合(包括各种植被指数)、纹理信息以及非生物因子栅格化后所形成的辅助波段——环境因子在内的171个自变量,进行与碳密度相关系数显著性检验,选择相关性显著的自变量分别采用无郁闭度变量常规回归碳密度模型、有郁闭度变量常规回归碳密度模型和郁闭度碳密度联立方程组3种模型。对小兴安岭森林生态系统的碳密度进行估算,碳密度包括植被(地上植被以及根)的碳密度、土壤的碳密度和凋落物的碳密度,并进行精度评价。得出主要结论有：1)在各林分因子与总碳密度估算模型中,对于相容性森林生态系统碳密度模型来说树叶、树干、地上林木、树根、乔木、植被碳密度模型得到的拟合结果较好,但灌草、土壤碳密度模型得到的拟合结果并不如预期,但相较于运用逐步回归法对森林生态系统碳密度各分量及总量的估算还是有一定的提高,尤其是对森林生态系统总碳密度的估算,有了近7个百分点的明显提高。2)联立方程组模型在林分生长模型中有较好的应用,但该模型应用于遥感提取碳密度比较少。本研究将联立方程组模型引入到森林生态系统碳密度的遥感估算中,一方面探索了新的遥感估算模型,另一方面为多传感器的联合估算专题信息提供了新方法。3)在遥感变量与样地总碳密度估算模型中,常规统计模型式(4-4)在引入郁闭度变量时,相比常规统计模型式(4-3)由于在实地调查郁闭度时产生的测量或记录上的误差使精度并未有显著提高,郁闭度模型的估算也并未达到精度要求,导致回归模型式(4-4)中的郁闭度变量作用变小。然而将碳密度估算模型与郁闭度估算模型建立联立方程求解参数后,能够有效的减小两个方程的误差,使最终的碳密度估算模型式(4-6)精度得到提高。研究表明联立方程组模型估算森林生态系统碳密度为最优模型,使精度提高了6%-7%,为遥感估算森林生态系统碳密度提供一种新的思路。4)小兴安岭的南部,中部地区森林碳密度比较低,主要集中200～250 t·hm-2；北部地区森林生态系统碳密度主要集中在250～300 t-hm-2。小兴安岭的森林生态系统碳密度具有从西向东,从北向南逐步升高的趋势。