森林生态系统是全球生态系统的一个重要组成部分,其对全球碳循环的影响是近年来人们关注的焦点之一。随着近年来天然林资源的减少,人工林面积不断增加,人林在森林生态系统中占有越来越重要的地位,中国现有人工林保存面积己达到5300多万公顷,居世界之首。但目前有关人工林生态系统碳循环,特别是对人工林对环境的整体影响包括涵养水源,保持水土的研究并不多,有关黄土高原的人工林碳循环,研究资料更少,限制了对我国黄土高原人工林生态系统碳汇/源的准确评估。因此进行我国黄土高原人工林生态系统碳循环研究己成为当前全球气候变化研究中急需解决的重大课题。有鉴于此,本研究选择陕西黄陵,户县两个实验点的三种人工林(刺槐,油松,侧柏)通过测定三种主要人工林乔木层各器官、林下植被层、凋落物层和土壤层含碳率,结合各组分生物量和年净生产量,计算了3种人工林生态系统的碳储量和年净固碳量;为;同时监测了不同树种径流场的水土流失分析,为准确全面评估我国黄土高原人工林生态系统的改善环境能力提供科学依据。主要研究结果如下:1.根据调查结果可知各树种地上部分生物固碳能力有明显差异,而地下部分生物固碳能力差异不大;总体上来讲,刺槐林的固碳能力最强,单位固碳能力达到了9.9 t/hm2(包括土壤),油松的固碳能力为6.4 t/hm2,侧柏最低为3.5 t/hm2。林地土壤固碳能力除了树种之间有差异外,其差异主要来源于土壤状况,在不同地区域的研究对比中可以看出,由秦岭北坡(户县地区)的土壤贮碳能力明显高于其它地区。2.对人工林不同粗细度根系生物量做了对比分析,发现黄陵和户县人工林的根系中5mm的根系生物量占总根系的50%和55%以上,是根系的重要组成部分,黄陵和户县几种人工林0-2mm根系生物量变化趋势基本相同,都呈递减趋势,刺槐林表层中0-2mm根系生物量丰富。而黄陵和户县人工林2-5mm根系变化明显,刺槐、油松、侧柏人工林2-5mm的最大值一般出现在第二、三层(10～30cm),随之减少。3.在两个实验点中的土壤有机碳调查中可以发现,不同地区的不同人工林土壤碳含量存在着差异,但对不同地区人工林0～80 cm深度的土壤全氮、全钾和土壤有机碳含量进行线性相关分析,得出了几种线性回归方程和相关系数,结论如下:两种人工林的土壤的全氮与土壤有机碳含量之间均呈显著的线性正相关(P=0.01);而在对土壤全钾与土壤有机碳做线性相关性分析时,全钾在本实验中没有得出线性相关性的结论。4.我们对不同树种监测点间的水土流失进行监测分析,从年径流模数来看,除户县刺槐林地、黄陵侧柏林地外,无林对照小区的径流模数均大于造林地;从年冲刷模数来看,除千阳的侧柏林地、永寿的侧柏和刺槐林地外,无林对照小区的冲刷模数也大于造林地,这在一定程度上反映了造林后水土流失略有减轻的迹象。