森林作为陆地生态系统最重要的碳库，在调节全球碳平衡、减缓温室气体浓度上升以及维持全球气候稳定等方面具有不可替代的作用，我国森林自新中国成立以来先后经历了破坏性开发、抢救性造林及护林的过程，随着生态文明建设的开展，森林将经历以自然演替为主的可持续发展阶段。因此，准确评估森林生态系统碳储量、分析其格局和影响因素不仅可以了解中国森林生态系统固碳现状，还可为预测其固碳潜力、评估林业生态工程效益提供背景资料。本研究依托中国科学院战略性先导科技专项“应对气候变化的碳收支认证及相关问题”之“中国森林生态系统固碳现状、速率、机制和潜力研究”(XDA05050200)课题，以课题所获取的样地调查资料为基础估算森林生态系统碳储量，采用地统计学、机器学习、空间分析等方法分析森林生态系统碳库格局和特点，并结合气候资料、社会经济指标分析影响中国森林固碳格局的因素，主要结果如下:　　1、用基于AdaBoost算法的机器学习方法能够较准确地模拟森林林龄组。模型构建过程选择了11项指标构建数据矩阵，其中森林类型、林分密度、平均胸径、胸径变异系数、平均树高和树高变异系数6项指标对林龄预测的贡献率较高，模型预测的准确性达66％。　　2、中国森林结构以幼、中龄林为主，其中63.4％的调查样地属于幼、中林龄。植被碳密度随林龄的增长逐渐升高。同一林龄组自然林的植被碳密度高于人工林的植被碳密度，但也因森林类型不同而存在差异，如常绿阔叶林各林龄组人工林的植被碳密度均低于自然林相应龄级的植被碳密度，而针阔叶混交林人工林与自然林植被碳密度的差异仅在幼龄林阶段较为明显。土壤碳密度随林龄组的不同存在差异，但规律性不强。　　3、土壤与植被碳密度比值随林龄组的增加而降低，从幼龄林的2.4降低至过熟林的1.6。人工林幼、中林龄组土壤与植被碳密度的比值（3.3和2.1）远高于同林龄组自然林的比值（2.1和1.9）。土壤植被碳密度之比也因林型而存在较大的差异，其中以落叶针叶林的土壤与植被碳密度比值最大（2.5±1），常绿阔叶林的比值最小（1.6±1）。　　4、中国森林植被碳密度平均为66.5±51.2 Mg C ha-1，碳库总量约为9 Pg C;土壤碳密度平均为130.7±107.3 MgCha-1，碳库总量约为18PgC。植被碳密度的空间格局呈现西高东低、南高北低的特征。植被碳储量受到森林面积的影响，因此在东北地区以及我国南方较大，从而呈现东高西低的格局。土壤碳密度与植被东西向的格局相似，但南北向的分布不同，从东北地区向南至华南等地，土壤碳密度有降低的趋势，但土壤碳储量的空间格局与植被相似。　　5、对各生态地理区中植被以及土壤碳密度的研究表明我国森林碳库受到了气候以及人类活动等因素的影响。沿纬度自南向北选择海南岛、南岭、大别山、长白山等位置的森林进行比较发现植被碳密度随水热条件的逐渐优越表现出上升的趋势。沿经度自东向西选择长白山、阴山、祁连山、阿尔泰山等地的森林，比较发现植被与土壤碳密度均随水热条件的逐渐优越而呈现降低的趋势，但随海拔的升高而升高。人类活动对土壤碳库的影响大于对植被的影响。各生态地理区中土壤碳密度随国内生产总值(GDP)以及人口密度(POP)的升高呈幂函数下降(p=0.000)。对京津冀城市群、长三角以及珠三角地区的自然林碳库研究表明，距经济中心100公里和300公里的森林土壤碳密度显著高于位于经济中心内的森林。　　结果表明，中国森林生态系统碳储量受起源、类型和林龄的影响存在较大的差异。幼龄及中龄林是我国森林生态系统的主体，预示着中国森林生态系统将有较大的固碳潜力。我国森林碳库受到水热条件的影响明显。人类活动对森林生态系统碳库有一定的影响，且对土壤的影响较植被更为严重，提示在以提高碳汇为目的的森林经营管理中应当注重减少对土壤碳库的扰动。