热带森林生态系统物种多样性丰富,生物量巨大,生态系统过程复杂,物质循环能量流动高效,是生态学研究的理想场所。热带森林在全球碳循环有着不可替代的作用,是应对全球变化重要阵地。然而,人类干扰和气候变化的加剧等对热带森林碳平衡会产生何种影响并不确定。中国的热带森林主要分布于云南最南端和海南岛南部,属于印马雨林群系的一部分。与赤道附近的森林相比,两研究地森林受典型的季风气候影响具有明显的季节性,是开展森林温室气体及碳平衡研究的理想样地。本研究结合野外现场仪器观测和样地清查数据,综合异速生长方程及简单模型模拟等方法分析估算,得到主要研究结果如下:1.通过为期两年热带森林土壤CH4通量的测定,我们发现该区域热带森林土壤是一个大量且持久的CH4汇,表现出明显的季节规律。热带低地雨林和热带山地雨林CH4吸收率估计分别为2.00±0.57 kg CH4-C ha-1 yr-1和1.15±0.25 kg CH4-C ha-1yr-1。热带低地雨林土壤在旱季表现为较强的CH4吸收(-1.00 nmol m-2 s-1),在雨季表现为较弱的CH4吸收(-0.24 nmol m-2 s-1)。其中,2018年2月土壤CH4吸收峰值为-1.43 nmol m-2 s-1。而在热带山地雨林CH4吸收相对较弱(-0.30 nmol m-2 s-1)。土壤温度不能很好地解释土壤表层CH4通量的季节变化。土壤水分通过改变气体从大气向CH4氧化带的扩散来影响CH4的氧化,是CH4通量的主要控制因素,可以分别解释热带低地雨林和热带山地雨林94%和45%的土壤CH4通量季节变化。在本研究中,即使在土壤含水量很高(单点体积含水量最高达0.35m~3m-3)的情况下,土壤仍保持对CH4的吸收,此外,还发现土壤CH4吸收与土壤呼吸之间存在正相关关系,这可能表明CH4氧化和土壤呼吸过程的微生物活性有共同的变化有关。2.海南不同海拔两种热带森林土壤呼吸日变化均不明显,但均有明显的季节动态。土壤水分是土壤呼吸日变化的主要控制因素。热带山地雨林和热带低地雨林土壤呼吸具有明显一致的季节动态,热带低地雨林(2.40±0.85μmol m-2 s-1)土壤呼吸速率高于热带山地雨林(1.70±0.82μmol m-2 s-1),土壤温度是土壤呼吸的主要调控因子,可以解释热带低地雨林67%的土壤呼吸和热带山地雨林71%的土壤呼吸。不同的微生境下土壤呼吸差异显著。热带山地雨林和低地雨林土壤呼吸Q10值分别为2.24和2.67,具有较高的温度敏感性,这与特殊的地理区位和气候条件有关。3.采用切根处理法对西双版纳热带森林土壤呼吸及其组分进行不同微生境和不同时间尺度下的测定。挖沟切根处理对土壤含水量影响较大。土壤自养呼吸和异养呼吸具有不同的日动态模式,并且对温度的响应截然相反,这可能与土壤水分日动态有关。在不同的微生境中,自养呼吸和异养呼吸均有显著差异,且具有明显的季节规律,土壤温度是土壤呼吸季节变化的主控因子。由Q10模型得到的土壤呼吸Q10值为2.54。异养呼吸占土壤总呼吸的57.01%,异养呼吸的贡献略高于自养呼吸。土壤呼吸在不同微生境间差异较大,在林分生态系统碳平衡评价中起着至关重要的作用。4.利用海南岛38块样方,对该区域热带森林的森林生物量及其蓄积量进行了调查估算,发现这些次生林是中等碳汇,平均大小为1.96-2.17 t C ha-1 yr-1。生物量的增量主要是由中型（10cm≤DBH≤35cm）树木贡献的,这与亚马逊选择性采伐的森林生物量的增加主要由小树所主导不同。树木死亡损失的生物量几乎占生物量增量的30%,在生物量积累估算中起着重要的作用。树木的死亡率与树的大小高度相关。小树和幼苗的高死亡率可能与采伐后光照度升高引起的竞争有关。就生物量及其积累而言,本研究中的次生林生物量的恢复不如新形成的次生林快。5.基于种面积曲线的生物量最小采样面积的估测方法是切实可行的,并分别对西双版纳热带季雨林,鼎湖山亚热带常绿阔叶林及长白山寒温带针叶林的进行了估测验证,三个森林类型的生物量最小采样面积分别是9.9,6.0和2.1公顷。