大兴安岭是我国重要的天然林分布区,森林吸收和储存二氧化碳的潜力在全国碳汇和碳储量中占有重要地位。本研究在内蒙古大兴安岭林区选择三个主要树种兴安落叶松(Larix gmelinii)、白桦(Betula platyphylla)和山杨(Populus davidiana),对生物量进行多尺度估算。1.建立三个树种的单木可加性生物量模型;2.结合样地调查资料和树轮宽度数据计算林分生物量和生产力,分析林分因子对生物量和生产力分配模式的影响;3.建立林分生物量和蓄积量之间的函数关系,推测研究区三个树种的森林总生物量。(1)对数模型适用于本研究三个树种可加性生物量模型的建立,拟合和预测效果良好。将树高作为自变量加入模型后并没有显著提高模型的拟合优度,反而会降低树枝和树叶的拟合效果,同时,考虑到树高测定中存在的不确定性,建议使用仅以胸径为自变量的可加性生物量模型。由于校正系数较小,在实际应用中可忽略不计。(2)兴安落叶松、白桦和山杨单株地上生物量约有60%分配到了干材,分配到树叶中的比例最小,不超过109α。此外,不同胸径的林木各组分生物量分配比例不同,随胸径的增加,干材和树枝所占比例呈上升趋势,而树皮和树叶则相反。(3)三个树种的叶面积与胸高断面积之间具有显著的线性关系。单株尺度上,兴安落叶松、白桦和山杨叶面积分别是胸高断面积的5220倍、4162倍和2834倍。叶面积指数分别为 6.2 m2/m2、4.0 m2/m2 和 2.5 m2/m2。(4)不同森林类型林分生物量和生产力在干材、树皮、树枝和树叶间的分配比例存在显著差异,林分平均胸径、林分密度和林龄对分配比例的影响也有明显规律。兴安落叶松林、白桦林和山杨林都以干材生物量所占百分比最高,分别为60%、60%和63%,林分地上生产力则以树叶所占比例最高,分别为81%、68%和75%。林分生产力分别为 7.2 t/(hm2·yr)、3.4 t/(hm2·yr)和 6.48 t/(hm2·yr)。此外,不同树种林分生产力和生物量之间均符合幂函数关系。(5)林分生物量和蓄积量之间具有显著的线性关系。据此得到兴安落叶松、白桦和山杨林的生物量密度分别为60.4 t/hm2、61.0 t/hm2和46.7 t/hm2,总生物量分别为2.76 × 108 t、1.48 × 108 t和0.14 × 108 t。中龄林面积和生物量所占比重最高,说明林区具有很强的碳生长潜力。通过对比间隔15年的两期森林资源统计数据,三个树种的生物量密度和总生物量都呈不同程度的增加。假设未采伐地区的生物量密度是林区森林所能达到的最大值,结合根茎比和含碳率得到三个树种的森林碳库还有0.9 × 108 t的发展潜力。(6)本研究对年轮宽度的测定方法进行了探索,利用GIS工具可快速、准确地获得树木圆盘的轮宽。