全球变暖会使全球降水量重新分配、海平面上升、冰川和冻土消融等,不但危害自然生态系统的平衡,而且威胁人类的生存。国际上在应对全球气候变化中主要是采用直接减排和间接减排两大措施,其中间接减排即是森林吸收二氧化碳(CO2),而森林作为陆地生态系统的主体,在减缓全球气候变化、调节全球气候和碳平衡中具有独特的作用,使得森林生物量碳储量的监测尤为重要。内蒙古大兴安岭林区是我国四大重点国有林区中纬度最高,面积最大、国有林地最集中,生态地位最重要的国家森林生态功能区。落叶松是寒温带干燥寒冷气候条件下最具代表性的森林植被类型,也是我国代表性的北方森林。因此本研究以大兴安岭林区兴安落叶松林为研究对象,采用实测法、遥感法、模型模拟法对落叶松林碳储量进行监测,探索各方法优缺点和适用条件;同时采用实测法较全面的对大兴安岭林区典型树种兴安落叶松林(不同龄组、坡位、林分类型)碳储量及各碳层分配特征进行研究,并对人为干扰因素(林分密度、采伐方式、更新造林方式)对兴安落叶松林碳储量及各碳层分配特征的影响进行了分析。本研究结果对准确地评价大兴安岭林区森林碳汇功能和价值,制定应对全球气候变化策略具有重要意义。主要结论如下:(1)基于实测法、遥感法、模型模拟法落叶松林碳储量监测本研究通过实测法、基于Landsat-8遥感影像的遥感法、基于异速生长方程的模型模拟法对兴安落叶松人工林碳储量进行监测。其中遥感法共建立了6种模型,决定系数R2分别在0.58~0.74之间,精度在80.6~84.7%之间;模型模拟法建立了以胸径D为自变量的幂指数函数模型,其建立的模型决定系数在0.92~0.98之间,精度在82.88~96.11%之间。通过分析对比可知,模型模拟法决定系数和精度均高于遥感法。在未来研究中,如在小尺度研究基础上,条件允许情况下,首选实测法对森林碳储量进行监测。若在不破坏植被的基础下,应该考虑以自变量胸径建立的幂指数函数模型进行森林碳储量监测。若对大区域尺度森林碳储量进行监测,且缺少地面胸径等较易测定的参数情况下,可以选择以Landsat-8遥感影像的特征向量为自变量建立的遥感模型进行监测。(2)落叶松林碳储量及各碳层分配特征兴安落叶松天然林不同龄组生态系统总碳储量在350.16~713.18 t·hm-2之间,植被层在92.64~376.28 t·hm-2之间,枯落物层在2.25~3.69 t·hm-2之间,土壤层在255.27~333.77 t·hm-2之间;兴安落叶松人工林不同龄组生态系统总碳储量在261.98~323.78 t·hm-2之间,植被层在5.0~59.18 t·hm-2之间,枯落物层在0.22~0.45t·hm-2之间,土壤层在242.01~267.43 t·hm-2之间。通过分析可知,不同龄组植被层、土壤层、生态系统总碳储量均随着龄组增加而增加,而枯落物层无显著变化规律。兴安落叶松天然林不同坡位生态系统总碳储量分别为:坡下(281.72 t·hm-2)>坡中(243.28 t·hm-2)>坡上(214.24 t·hm-2),植被层分别为:32.63、37.28、70.36t·hm-2,枯落物层分别为:6.93、5.26、6.90 t·hm-2,土壤层分别为:242.17、200.74、136.98 t·hm-2。不同坡位土壤层、生态系统总碳储量均随着坡位降低而减少,而植被层则与之相反。不同坡位对乔木层、生态系统碳储量的分配特征并没有显著影响。兴安落叶松不同林分类型生态系统总碳储量分别为:柴桦-林型(334.79t·hm-2)>真藓-林型(226.24 t·hm-2)>杜香-林型(167.44 t·hm-2)>草类-林型(119.55t·hm-2),植被层分别为:81.15、20.20、63.60、49.80 t·hm-2,枯落物层分别为:2.67、0.93、4.87、1.22 t·hm-2,土壤层分别为:250.96、205.11、98.97、68.54 t·hm-2。生态系统总碳储量与土壤层变化规律一致,均以柴桦林型最大,杜香林型最小。(3)人为干扰因素对落叶松林碳储量及分配特征影响不同林分密度兴安落叶松人工林生态系统总碳储量在182.01~338.38 t·hm-2之间,植被层在3.70~80.18 t·hm-2之间,枯落物层在0.14~1.43 t·hm-2之间,土壤层在178.17~256.76 t·hm-2之间。通过分析可知,林分密度对各碳层碳储量及其分配特征影响显著。其中植被层、枯落物层、生态系统碳储量均随着林分密度增加而增加,林下植被层与之相反,土壤层碳储量则没有较明显的变化规律。不同采伐方式兴安落叶松原始林、渐伐林、皆伐林总生态系统碳储量分别为:176.99、120.73、22.49 t·hm-2,植被层分别为:63.65、29.45、11.81 t·hm-2,枯落物层分别为:4.91、2.98、2.38 t·hm-2,土壤层分别为:108.43、88.30、8.30 t·hm-2。与原始未伐林相比,渐伐和皆伐后,植被层、枯落物层、土壤层、生态系统的总碳储量均存在显著下降(P<0.01)。不同更新造林方式兴安落叶松人工林生态系统总碳储量在257.85~316.19t·hm-2之间,植被层在5.04~57.51 t·hm-2之间,枯落物层在0.20~0.85 t·hm-2之间,土壤层在244.00~257.92 t·hm-2之间。通过分析可知,不同更新造林方式对各碳层碳储量及分配特征产生显著影响。其中,各碳层碳储量均以水湿地造林碳储量最小;在幼龄林中,植被层、土壤层碳储量均以火烧迹地最大,而在中龄林阶段,则以荒山荒地最大;不同更新造林方式下枯落物层碳储量没有较一致的变化规律。