森林生态系统是陆地生态系统的最大碳库，其地上部分碳库和土壤碳库分别占全
球地上部分碳库和土壤有机碳库的 80%和 70%，在调节全球碳平衡、减缓温室气体
浓度上升等方面具有不可替代的作用。准确系统量化区域森林生态系统碳储量及其分
配格局、固碳能力，对于减小在估算大尺度碳源、碳汇格局和模型模拟结果中的不确
定性有着重要的作用。
基于此，本研究以六盘山林区华北落叶松、油松人工林和华山松、辽东栎天然次
生林典型林地为对象，通过野外样地调查、采样及实验室分析相结合的方法，从空间
尺度对森林生态系统生物量和碳储量进行了研究，并对人工林的生长过程进行了分
析，在此基础上研究过去植被固碳能力的动态变化。同时对林下枯落物持水性能进行
了探讨，完善了枯落物水文功能研究体系。主要结论如下：
（1）华北落叶松、油松、华山松和辽东栎林植被与枯落物总碳储量分别是 29.87
t·hm -2 、58.06 t·hm -2 、48.5 t·hm -2 和 43.95 t·hm -2 。在空间分配上，呈现的特征为：乔
木层>枯落物层>灌木层>草本层。土壤有机碳含量均随着土层深度的增加而减小。油
松林土壤碳含量较少，为 109.25 t·hm -2 ，而其他三者差异不显著，均值为 184.50 t·hm -2 。
林地总碳储量分别是 216.85 t·hm -2 、167.31 t·hm -2 、223.58 t·hm -2 和 235.26 t·hm -2 ，特
征均为：土壤层>植被层>枯落层，其中土壤碳所占比例依次为 86%、65%、78%和
81%，在森林碳循环中起重要的作用。
（2）华北落叶松和油松林的平均木、劣势木和优势木的胸径连年生长量变化趋势
基本一致，分别在 12 a 和 10 a 后开始下降，此时林木对营养和空间需求增加，可适
当进行抚育间伐。29 a华北落叶松和30 a油松的平均木总材积分别是0.074 m 3 和0.070
m 3 ，二者均未进入成熟期，预计成熟年龄前者在 30 a 以后，而后者在 35 a 左右。华
北落叶松和油松材积生长过程用二次多项式拟合效果较好，R 2 均达到 0.98 以上。华
北落叶松林自第 12 a 起，固碳速率稳定为 2.70 t·hm -2 ·a -1 ；而油松林生长前期碳累积
缓慢，第 18-26 a，碳累积量迅速增加，平均为 4.32 t·hm -2 ·a -1 ，之后逐渐减小。（3）4 种林分的枯落物储量在 12.05～26.40 t·hm -2 ，厚度在 1.0～4.5 cm。本研究中
仅华北落叶松林下枯落物储量 y（g）与厚度 x（cm）具有较好的相关关系，拟合方
程分别为：y=36.64x+72.12，R 2 =0.65；而其他林分两者的相关性不明显。各林分枯落
物未分解层、半分解层持水率与时间变化关系，用对数方程进行拟合，效果较好（R 2
均大于 0.86）。4 种林分的枯落物有效拦蓄量分别是 4.31 mm、1.40 mm、4.13 mm 和
1.39 mm，以华北落叶松和华山松林持水能力较强。
关键词：生物量；碳储量；生长过程；固碳速率；六盘山