选择燕山典型流域6个林龄序列的小叶杨(Populus simonii)和5个林龄序列的山杏(Prunus sibirica)主要造林树种为研究对象,利用时间替代空间样地测量法量化退牧还林后生物量碳储量、凋落物碳储量和土壤碳储量及生态系统碳储量的变化规律,同时以各组成碳库-林龄序列中的最大碳储量之和作为生态系统饱和碳储量,以未退牧的天然草地生态系统碳储量作为初始植被类型的碳储量,分析总结了退牧还林对生态系统碳储量和碳循环的影响。结果表明,退牧还林后生态系统的生物量碳储量、凋落物碳储量基本随退牧年限的增加而增加,土壤碳储量随退牧年限的增加呈现先减小后增加的趋势。在没有人为干扰的情况下,9、15、18、22及29 a生小叶杨林的生态系统碳储量分别为7 147.45、7 461.67、7 509.895、8 468.375及8 247.85g·m-2,9、15、18、22及26 a生山杏林的生态系统碳储量分别为6 695.44、6 700.82、8 011.86、8 001.92及7 981.92 g·m-2;9、15、18、22、29及36 a生小叶杨林的生态系统固碳潜力分别为757.08、1 071.3、1 119.53、2 078.01、1 857.48及1 312.21g·m-2,9、15、18、22及26 a生山杏林的生态系统固碳潜力分别为310.45、1 621.49、1 611.55、1 591.55及757.08 g·m-2。长期来看,研究区退牧还林对提高生态系统碳汇能力是可观的、积极的。研究结果对提高造林对碳汇影响的估测能力提供数据支持,也为政府参与国际全球气候变化的谈判提供一个很好的案例研究和科学根据。