泰山森林植被是我国华北地区暖温带落叶阔叶林带植物群落的典型代表,其保护和管理意义重大。泰山森林大多数为20世纪五六十年代营造的人工林,尽管当时的短时间大面积造林对于快速绿化起到了积极作用,但限于当时经济技术条件和种质资源的制约,造林以纯林为主,树种主要选择了松类(Pinus)(主要是油松(Pinustabulaeformis))、栎类(Quercus)、刺槐(Robiniapseudoacacia)和侧柏(Platycladus orientalis),且造林密度大,林分组成结构不尽合理。加之现今泰山的人工林基本已经达到了成熟林甚至过熟林阶段,抵御外界干扰的能力下降,当遇到虫害、极端逆境等外在影响时,往往会出现严重受害甚至大片死亡现象。泰山森林亟待进行健康评价并在此基础上进行科学营林。本研究旨在通过对泰山国有林场优势树种人工林林分分布动态进行跟踪调查,探讨林分分布动态变化规律及与森林生态系统健康的关系,进而评价泰山森林健康水平并找到主要制约因子,在此基础上有针对性的提出相应的营林措施建议。以泰山国有林场为研究区,基于遥感影像,开展了人工林林分分布的动态变化研究并结合研究区森林资源二类调查数据进行森林健康评价。(1)基于GEE(Google Earth Engine)平台获取了2000年及2016年的多光谱Landsat影像数据。应用empirical rotation校正模型对2000年及2016年的遥感影像进行地形光照校正,降低山区地形阴影的影响;(2)搜集研究区2000年的泰山林场各管理区森林资源现状图(纸质),通过在影像上加载各管理区边界线,并将遥感影像中的山脊、山谷走向和明显地物标识与纸质版森林资源现状图相结合,在GIS(Geographic Information System)平台下手动画出2000年的主要林分分布样本;2016年的林分分布样本来源于研究区基于ArcGIS的森林资源二类调查结果,通过对树种结构和优势树种两个属性进行同时选择而获得;(3)分别应用2000年的Landsat7 ETM+(Enhanced Thematic Mapper)影像及2016年的Landsat 8 OLI(Operational Land Imager)影像(其中每一年份应用4期影像),在地形光照校正的基础上,结合搜集并在GIS系统下处理的样本数据,应用随机森林RF(Random Forest)分类器对研究区2个年份的林分组成及分布进行研究,得到研究区2000年及2016年的四类主要林分分布图;(4)在ArcGIS10.1下,将2000年及2016年的林分分类结果由栅格格式转化为矢量格式,并进行空间叠加,通过建立新的属性字段,对2000年和2016年的树种代码进行对比,将树种代码未发生变化的区域删除,保留变化的区域,得到研究区跨度16年的优势树种林分分布变化结果图;(5)通过对林分变化明显的区域设置样地,对样地进行详细外业调查,研究了泰山人工林林分分布变化的规律及驱动机制;(6)在欧空局ESA(European Space Agency)官网下载Sentinel-2A遥感影像数据,通过建立模型对泰山森林的植被健康程度进行遥感反演,获得森林植被健康程度指标因子;(7)将通过Sentinel-2A数据提取的指标因子与森林资源二类调查中提取的指标因子结合起来,通过层次分析法AHP(Analytic Hierarchy Process)确定各指标因子权重,对泰山森林进行健康评价。本研究探讨了泰山主要人工林林分类型(松类人工林、栎类人工林、刺槐人工林和侧柏人工林)分布变化的规律及驱动机制,并进行了森林健康评价。通过在ArcGIS软件下对研究区2000年及2016年的分类结果进行空间叠加,得到研究区跨度16年的林分分布变化结果图。通过GIS的统计功能表明,经过16年的变化,研究区松林和刺槐林是面积变化较大的两个林分类型。松林占整个泰山森林的比例由55.69%下降到50.22%,下降的百分比高达5.47%;侧柏林面积有一定的下降,下降百分比为0.60%;刺槐林所占比例由2000年的10.15%上升到2016年的13.75%,上升比例为3.60%;栎林面积也有一定的增长,上升比例为1.77%。总体趋势是阔叶林面积不断增加,针叶林面积缩小。在获得主要林分动态变化结果的基础上通过样地调查分析树种分布变化的原因及内在驱动机制。4类林分分布动态的内在驱动机制是阔叶树种通过种间竞争逐步使针叶树种变为树下树,长势衰退甚至死亡,在山体的阳坡阔叶树种入侵针叶树种较山体阴坡严重,但人为活动有目的地对阔叶树种的生长进行干预可以减缓阔叶树种的扩张进程。同为针叶树种,松类减少的速度大于侧柏。同为阔叶树种,当栎林处于刺槐林上坡位时会出现栎类侵入刺槐林的现象。在此基础上,应用2016年的森林资源二类调查数据,并结合同期的哨兵-2A(Sentinel-2A)遥感数据提取出反映泰山森林健康状况的评价指标,在运用层次分析方法(AHP)获得各指标权重的基础上,在GIS系统中对泰山森林健康状况进行评价。评价结果表明,优质等级森林面积(81.69hm~2)和健康等级森林面积(2670.48 hm~2)仅占到泰山森林总面积的23.46%,60.65%的泰山森林处于亚健康状态。不健康等级的森林面积为1864.74 hm~2,占泰山森林总面积的15.90%,其中含96.92hm~2极不健康森林,即超过3/4的泰山森林处于亚健康或不健康状态。本研究认为影响泰山森林健康的主要因素为造林时树种选择单一且并未完全按照“适地适树”原则开展造林,在林业经营过程中反复下层疏伐和割灌,导致大部分森林为单层林,此外气候条件变化导致的气温升高及降水减少也是影响泰山森林健康的一个制约因子。对泰山林场下一步开展营林活动提出如下建议:一是逐步调整林分结构,在坡度陡、土层瘠薄、水分含量低等立地条件极差的区域的退化油松林可逐步间伐,营造灌木林;二是及时疏伐,降低林分密度,促进天然下种更新,营造异龄林、复层林;三是按照“适地适树”原则引进乡土树种,营造混交林,避免大面积纯林;四是针对气候条件变化有规划的引入抗旱性较强的树种。