森林碳储量约占陆地碳储量的45%,提高森林碳储量的估算精度有利于提高森林的科学经营管理及规划水平。长白落叶松是我国东北地区重要的经济针叶树种,本研究以东北林区人工长白落叶松为研究对象,基于2015-2018年黑龙江省佳木斯市孟家岗、尚志帽儿山、小九林场以及东京、林口林业局的77棵人工长白落叶松的解析木数据,分析了长白落叶松各分项（即干材、树皮、树枝、树叶和树根）的含碳率变化规律,并基于长白落叶松各分项生物量和含碳量的实测数据,构建了长白落叶松总量及各分项的一元、二元可加性生物量和含碳量模型,模型参数估计采用非线性似乎不相关回归模型方法,并采用“刀切法”对模型进行检验,评价其预测能力。同时比较了直接法和间接法预估长白落叶松各分项含碳量的精度差异,分析了各分项生物量和含碳量的分配格局以及根茎比的变化规律。研究结果表明:（1）胸径对长白落叶松干材和树皮的含碳率有显著影响,各分项及分项与相对高度的交互作用对干材和树皮的含碳率影响显著。树冠内树枝和树叶的相对高度及树根的大小对含碳率没有显著影响。各分项加权平均含碳率之间差异显著,其中树枝（49.3%）＞树皮（48.7%）＞树叶（48.5%）＞干材（48.2%）＞树根（47.1%）。（2）可加性生物量模型中的总量及各分项模型调整后确定系数的Ra~2均大于0.89,平均绝对误差（MAE）小于8.3 kg,绝大多数模型的平均绝对误差百分比（MAE%）小于30%。可加性含碳量模型的调整后确定系数Ra~2大于0.89,平均绝对误差（MAE）小于4.1 kg,绝大多数模型的平均绝对误差百分比（MAE%）小于30%。引入树高变量,生物量模型及含碳量模型的拟合效果和预测能力均得到显著提高。（3）方差分析结果显示,5种单木含碳量估算方法之间差异显著。含碳量异速生长方程法是估算单木含碳量的最佳方法,而使用通用含碳率转换系数在估算单木含碳量时产生了显著的偏差。（4）地上生物量或含碳量约占树木总生物量或含碳量的80%,而地下生物量或含碳量约占20%。长白落叶松地上生物量（或含碳量）与地下生物量（或含碳量）之间存在明显的线性关系,其斜率系数分别约0.26和0.25,模型R~2分别为0.91和0.91。本研究结果将会提高东北地区长白落叶松的生物量及含碳量的估算精度,推进林业碳汇的发展。