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人工造林是减缓全球变暖和生态恢复的重要手段。本文对南方红壤丘陵地区—江西省千烟洲生态系统退化后恢复过程中碳储量以及群落生产力特征进行了研究。依据大量第一手资料，综合运用多种方法，包括野外调查、林分生长分析、模型模拟、高分辨率遥感影像解译等，阐明了生态恢复过程中碳蓄积的空间格局，同时利用树干解析法还原了人工林生态系统20年的通量过程。从乔木、LAI、灌草群落、凋落物和土壤进行全面观测与调查，用遥感和地理信息系统进行尺度转换。
论文将传统的生态系统调查方法和现代信息处理技术相结合，并与微气象观测结果互相验证，提高了分析结果的可信性，同时为探索建立测定生态系统碳蓄积更加简捷、精确的方法奠定了基础；首次利用综合手段对生态恢复过程中的碳蓄积特征进行了全面的研究，获取了大量的原创性数据，对于评价生态恢复的环境贡献及生态系统管理具有重要意义。
研究结果表明：
1)1983年和2005年千烟洲全区碳储量分别为12497.2 t和20316.5 t，碳储量增加了63％，NDVI从0.7(1986年)提高到0.95。1983和2005年植被碳库、土壤碳库、凋落物碳库之比分别为1∶47.3∶0.18，1∶2∶0.16。2005年植被碳库约为1983年的24.6倍。在生态恢复过程中，生态系统碳汇功能主要来自植被的贡献，全区平均每年积累288.2 t C。
2)涡度相关法观测 NEE比实地观测的NEP偏高12.97％。NPP占GPP的30.2％(25.6-32.9％)。NEP占乔木层NPP的57.5％(48.1％-66.5％)；占森林群落的41.74％(37％-52％)。土壤呼吸占实测乔木NPP的77.0％；占实测森林群落NPP的55.9％。乔木层NPP约占群落生产力的72.1％。灌草群落及细根生物量对生产力的贡献较大，可达27.9％。
3)1999至2004年湿地松林年增长量平均值为741g·m-2·a-1(381.31 g C·m-2·a-1)；年凋落量为849 g·m-2·a-1(463 g C·m-2·a-1)；年凋落量约为年增长量的1.19倍。通过BGC模型模拟，1985年至2005年NPP和GPP，平均值分别为630.88 g C·m-2·a-1(343.31-906.42 g C·m-2·a-1)、1800 gC·m-2·a-1(1351.62-2318.26 g C·m-2·a-1)。湿地松林乔木层实测NPP结果与BGC模拟结果之间呈线性关系。
4)反距离加权法、克里格插值法、平均生物量面积法和遥感统计模型估算法，计算的林地地上平均生物量分别为8663、8587、8272 g·m-2和6943 g·m-2，地上总生物量依次为11073.04、10980.19、10573.97和8875.89 t。插值法略偏高(4.7％)，而遥感估算法明显偏低(20％)，平均生物量法较为可靠。
5)湿地松林、马尾松林和杉术林的直接叶面积指数(范围)分别为4.53(2.24-6.34)、3.88(1.19-6.28)和6.63(3.5-8.37)；CI-110观测值分别为1.355(0.38-2.85)、1.265(0.62-2.55)、2.140(0.76-3.31)；鱼眼镜头测定值依次为1.339(0.71-1.79)、1.491(1.11-1.92)、1.984(1.26-2.59)。间接仪器测定值明显小于实测值。
6)湿地松林、马尾松林、杉木林、阔叶林和针阔混交林乔木层生物量(碳储量)分别为7542(3658)、8768(4252)、14088(6833)、10339(4782)和8359(3866)g·m-2；灌草层生物量(碳储量)分别为406.1(207.1)、291.3(145.6)、29.8(14.8)、33.7(17.4)和102.3(52.3)g·m-2；凋落物量(碳储量)分别为1733.7(900.1)、1425.5(740.1)、952(494.3)、754.9(355.5)和761.7(382.4)g·m-2；0-40 cm土壤有机碳储量分别为38.04、44.80、36.72、44.32和44.32 t·hm-2。土壤有机碳和土壤碳氮比随着土壤深度的增加呈下降趋势。