本文以陕西省森林生态系统为研究对象,采用样地清查法研究了主要优势树种的碳含量和样地尺度森林生态系统碳密度,建立了主要森林类型乔木—灌草、植被—枯落物、地上部分—土壤碳储量转换关系方程。并根据陕西省第八次森林资源连续清查数据汇编资料估算了陕西省森林生态系统碳储量及碳密度,探讨了森林碳储量的空间分布特征。另外,结合1994年、1999年、2004年和2009年四期森林清查资料,分析了15年间陕西省森林生态系统碳储量的动态变化。主要研究成果如下:(1)陕西省不同类型森林优势树种叶、枝、干、根的碳含量在393.51~525.73 g·kg-1之间。桦木林、辽东栎林、栓皮栎林、其他栎类林、其他硬阔林、软阔林、阔叶混交林、油松林、其他松类林、其他针叶林和针阔混交林11种主要森林类型的碳含量分别为:463.88、426.64、439.51、448.64、436.76、455.84、438.42、495.44、497.98、492.81和461.36 g·kg-1。阔叶树种平均碳含量为442.83 g·kg-1。针叶树种为496.06 g·kg-1,针叶树种的平均碳含量普遍高于阔叶树种。陕西省森林各树种总的平均碳含量为453.94 g·kg-1。(2)陕西省森林生态系统总碳储量为769.84 Tg。森林生态系统不同组分碳储量大小顺序为:土壤层(69.32%)>乔木层(27.57%)>枯落物层(1.74%)>灌草层(1.38%)。不同类型森林生态系统碳储量大小顺序为:其他栎类林(锐齿栎等)(23.52%)>其他硬阔林(刺槐等)(21.37%)>辽东栎林(12.90%)>软阔林(11.90%)>油松林(8.16%)>桦木林(6.09%)>栓皮栎林(5.87%)>其他针叶林(柏木等)(4.23%)>其他松类林(华山松等)(3.95%)>阔叶混交林(1.57%)>针阔混交林(0.45%)。不同起源森林生态系统碳储量大小顺序为天然林(86.93%)>人工林(13.07%)。不同龄级森林生态系统碳储量大小顺序为:中龄林(28.22%)>幼龄林(19.80%)>成熟林(18.87%)>近熟林(17.65%)>过熟林(15.46%)。各市森林生态系统碳储量大小顺序为:汉中市>延安市>安康市>商洛市>宝鸡市>西安市>咸阳市>渭南市>铜川市>榆林市。(3)森林生态系统平均碳密度为120.43 Mg·hm-2,其中,乔木层的平均碳密度为33.20 Mg·hm-2,灌草层为1.66 Mg·hm-2,枯落物层为2.09 Mg·hm-2,土壤层为83.47Mg·hm-2。不同类型森林生态系统中,桦木林的碳密度最大,为212.23 Mg·hm-2;其他针叶林的碳密度最小,为101.70 Mg·hm-2。不同起源森林生态系统中,天然林平均碳密度为128.53 Mg·hm-2,人工林平均碳密度为84.85 Mg·hm-2,仅为天然林的66.01%。不同龄级森林生态系统碳密度的总体趋势是随龄级的增大而增大:幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林和过熟林的平均碳密度分别为83.04、117.13、137.52、149.38和160.43Mg·hm-2。陕西省各市森林生态系统中,碳密度最大的三个市为:西安市(151.06Mg·hm-2)、宝鸡市(138.21 Mg·hm-2)和铜川市(121.90 Mg·hm-2),这三个市的平均碳密度均大于省平均碳密度,其他各市的平均碳密度均小于省平均碳密度;碳密度最小为榆林市(91.43 Mg·hm-2)。(4)1994年、1999年、2004年和2009年,陕西省森林生态系统碳储量分别为568.37、582.52、647.08和769.84 Tg,呈逐渐增加趋势。15年间碳储量共增长了35.45%,年均增长率为2.36%。在不同龄级森林中,中幼龄林碳储量增量为125.20 Tg,占总碳储量增量的62.14%,是森林生态系统碳储量增量的主要来源。在不同起源森林中,天然林2009年的碳储量比1994年增长了29.97%;人工林增长了88.22%。15年间,人工林生态系统碳储量在森林生态系统总碳储量中所占的比例不断增大。不同类型森林中,栎类林、其他硬阔林、油松林、其他松类林和其他针叶林的碳储量总体呈上升趋势;软阔林碳储量呈下降趋势;桦木林碳储量基本稳定;阔叶混交林和针阔混交林碳储量从2004年到2009年均有所下降。栎类林在4个年份中的碳储量均明显大于其他森林类型,且所占森林总碳储量的比重逐渐增大,为陕西省的主要固碳森林类型。4个年份的陕西省森林生态系统碳密度分别为115.39、114.54、112.17和120.43 Mg·hm-2。2009年时,陕西森林生态系统碳储量与碳密度均为15年中的最大值,说明近年来陕西省森林在固碳数量与质量上均有所提高,碳汇功能逐步增强。