毛竹林具有高效固碳能力,其碳汇功能受到广泛关注,因此准确定量估计毛竹林的光合固碳能力十分关键。叶片尺度和生态系统尺度的光合固碳能力的研究较多,然而介于二者之间的冠层尺度的研究却相对较少。其原因主要是冠层结构的复杂性所带来的困难以及对冠层内异质性、对光谱和光合的影响程度被估计不足。本研究充分考虑了毛竹林冠层内的生化和结构参数的垂直异质性,把冠层从上到下分为多层来处理,发展新的冠层多层辐射传输模型;利用发展的多层辐射传输模型来模拟得到冠层内的光合有效辐射等信息,从而能对冠层内不同高度的叶片分别计算其光合速率,得到多层光合作用模拟的机理模型;并利用构建的冠层多层光合模型,模拟毛竹林冠层的光合固碳能力,为后续分析毛竹林高效固碳机理和可持续经营提供一种新的工具。研究结果主要有:（1）野外实验测量表明,毛竹林冠层内的生物物理和生化特性参数都存在明显的垂直变化。新构建的MRTM模型可以把毛竹林冠层垂直分为多层（例如5个垂直层）,从而可以覆盖这种冠层内的垂直异质性,使得该模型可以更有效模拟毛竹林冠层光谱和反演冠层内的生物物理和生化参数的垂直分布;（2）5层MRTM模型即可很好地刻画毛竹林的冠层垂直异质性,而且也比其他三种均质冠层模型（PROSAIL,ACRM和FRT）的模拟精度更好。这清楚地表明毛竹林的生物物理和生化特性在垂直方向上存在较大的差异,对冠层光学特性及光合作用的影响不可忽视。因此,与PROSAIL、ACRM、FRT等均质冠层模型相比,本研究提出的多层冠层模型在一定程度上取得了进展;（3）基于本研究发展的多层辐射传输模型,结合叶片光合作用机理模型,从而得到冠层多层光合模型,该模型相对于传统的“大叶”和“二叶”模型,极大地提高了对毛竹林冠层光合速率的模拟精度。综上,毛竹林冠层通常在叶片生化和结构参数上表现出较大的垂直异质性。在某些情况下,同质模型对冠层的描述不足以准确理解反射率和冠层光合作用。本研究提出了一个解决辐射在冠层内的叶片生物物理和生化参数垂直异质性的辐射传递和能量平衡的综合模型。MRTM模型模拟了垂直异质性冠层的反射率和光合作用,可以更好地理解遥感信号和植物生理,从而更好地模拟毛竹林冠层光合固碳能力。