气候变化将对全球各国的生态、经济和社会效益产生重要影响，已成为当前关注的热点。森林作为陆地生态系统的重要组成部分，在调节全球碳平衡、减缓温室气体浓度上升等方面发挥着不可替代的作用。《京都议定书》倡导世界各国通过人工造林等活动抵消温室气体减排指标，因而开展人工造林成为推进当前森林碳汇发展的主要途径。日本落叶松(Larix kaempjeri(Lamb)Carr)原产日本本州岛中部山区，在中国引种已有100余年的历史，是中国引种栽培最为成功的树种之一，现已成为巾温带、暖温带及北亚热带亚地区主要用材和生态造林树种。在全球气候变化日益复杂的背景下，日本落叶松的地理分布位置、生长都可能发生显著的变化，从而对日本落叶松人工林人工栽培种植及其生物量精确估算产生重大影响，但现在相关的研究仍十分缺乏。因此，本研究以北亚热带亚高山区、暖温带中山区和中温带低山区3个日本落叶松人工林栽培区109块标准地的161株单木生物量实测数据为基础，系统研究了精确估算生物量的方法，分析影响栽培区的主导气候因子，预测了气候变化对日本落叶松栽培区及其生物量的影响，以期对人工林生物量、碳储量的估算及人工林经营决策提供科学依据。主要研究结果如下:
　　(1)不同区域和林龄日本落叶松人工林单术、林分各器官生物量分配比例存在差异，其中单木根茎比变化范围为0.19～0.36，林分根茎比变化范围为0.19～0.29，单木和林分地下生物量与地上生物量存在显著线性相关。基于哑变量和似乎不相关法建立了兼顺气候区域和林龄的单木相容性生物量模型，与基础模型相比，最优单木模型预测复相关系数R2提高了0.44％，均方根误差RMSE降低了6.61％，平均绝对偏筹MAB降低了6.94％。基于似乎不相关法建立了兼顾林龄因子和林分密度因子林分相容性生物最模型，与基础模型相比，最优林分模型预测复相关系数R2提高了4.41％，均方根误差RMSE降低了28.39％，平均绝对偏差MAB降低了29.83％。
　　(2)日本落叶松人工林BEF随林龄D的增加而减小呈倒“J”型趋势，随林分律密度的增加呈“U”型趋势。结合二类资源调查数据，采用倒数函数BEF法估算了各区域生物量。单术、林分、区域生物量估算的不确定性分别为4.55％、20.47％和21.05％，区域尺度生物量的不确定性主要来源于林分BEF模型参数的不确定性。
　　(3)日本落叶松在中国适宜区和最适区面积分别为35.59×104km-2和6.99×104km-2，分别占研究区总面积的3.71％和0.73％。高适宜区面积主集中在“秦岭-大巴山区”和“辽东地区”。未来2050年和2070年，潜在适宜区面积在4个RCP(Representative Concentration Pathway，RCP)情景下将持续增加，潜在高适宜区面积在RCP4.5、RCP6.0和RCP8.5情景下均表现为增大趋势，而在RCP2.6情景下表现为减小趋势。气候变化将导致“秦岭-大巴山区”向高海拔推移呈缩小趋势，破碎化明显，“辽东地区”向高纬度方向移动呈扩大趋势。影响日本落叶松在中国分布格局的重要气候因子为最热季度降水量、降水量季度性变动系数、等温性、最冷季平均温度。
　　(4)气候变化将阻滞暖温带日本落叶松单木生物量生长，平均减少0.36％，将促进北亚热带和中温带日本落叶松单木生物量生长，平均增加0.38％和0.33％。气候变化将阻滞暖温带日本落叶松林分生物量生长，平均减少26.75％，将促进北亚热带和巾温带日本落叶松单木生物量生长，平均增加8.68％和9.56％。与当前气候相比，未来气候变化将导致高适宜区日本落叶松生物量总体呈增大趋势。日本落叶松在中国具有很大的生产潜力，这将为日本落叶松人工林的栽培、绎营管理提供科学参考。