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森林是陆地表层植被的主体，森林生态系统碳收支是陆地碳生态系统碳收支的主要组成部分。我国亚热带森林面积巨大，由于实施了多年的退耕还林和天然林保护工程，可能对我国乃至全球碳平衡产生重要影响，但目前对我国亚热带不同恢复方式下森林生态系统碳固持及其调控机制的了解仍很有限。本文以我国中亚热带北部地带性天然林与主要人工林为研究对象，采用野外调查与观察、野外控制实验、室内分析与统计相结合的方法研究了中亚热带北部地带性成熟林碳固持、细根与凋落物的生产与分解、土壤呼吸动态与各组分贡献的定量区分;中亚热带北部人工柳杉林、人工水杉林、人工桢楠林和天然次生林碳固持、土壤呼吸动态及其影响因素;人工马尾松林固碳现状与速率等。取得了以下重要结果: (1)中亚热带地带性成熟林0-30cm土层内粗根和细根生物量分别为8.68t·hm-2、0.60t·hm-2。细根年生产量为2.23t·hm-2，凋落物年生产量为8.30t·hm-2，草本植物生物量为0.53t·hm-2，假定碳含量转换系数为0.5，每年细根、凋落物和草本植物进入土壤中的有机碳分别为1.12、4.15、0.27t·hm-2，土壤年异养呼吸5.22t·hm-2，土壤有机碳年净增量为0.32t·hm-2，数据显示成熟林土壤是一个碳汇。细根和凋落物分解速率均存在“快，慢-快”三个明显的阶段，平均分解系数k值分别为0.0021和0.0020，年分解量分别为59％、52％。 (2)在中亚热带成熟林碳收支控制实验的所有处理和对照中，土壤10cm处温度最高值出现在8月，最低值出现在1月，各月间土壤含水量波动较大，土壤呼吸季节变化与土壤温度季节变化趋势相同，最大和最小值分别出现在8月和1月。不挖壕沟×保留枯枝落叶层(UTC，对照)、挖壕沟×保留枯枝落叶层(TL)不挖壕沟×增加凋落物(UTL+)、不挖壕沟×去除枯枝落叶层(UTL-)4种情况下土壤呼吸分别为10.83、5.22、13.63和8.96 t·C·hm-2·a-1。单因素方差分析表明，TL与UTC、UTL+和UTL-土壤呼吸差异显著(P＜0.05)，UTL-与UTL+土壤呼吸差异显著(P＜0.05)。增加凋落物后，土壤呼吸增加25％，去除凋落物后，土壤呼吸减少17％，表明增加凋落物输入会对土壤呼吸产生激发效应。UCT、TL、UTL+和UTL-的Q10值分别为3.46、6.36、2.72和4.85，增加凋落物后降低了Q10值，去除凋落物增加了Q10值。 (3)对于不同森林恢复方式，由高到低，林下植物物种多样性依次为天然次生林、人工桢楠林、人工水杉林、人工柳杉林;地上生物量依次为天然次生林、人工柳杉林、人工桢楠林、人工水杉林;10cm深度处年均土壤温度依次为人工水杉林、人工桢楠林、人工柳杉林、天然次生林;5cm深度处年均土壤水分依次为天然次生林、人工桢楠林、人工水杉林、人工柳杉林;地表有机质厚度依次为天然次生林、人工桢楠林、人工水杉林、人工柳杉林;土壤有机碳、全氮、钾含量依次为人工水杉林、天然次生林、人工桢楠林、人工柳杉林;土壤全磷含量依次为人工水杉林、人工桢楠林、人工柳杉林、天然次生林;土壤呼吸依次为天然次生林、人工桢楠林、人工水杉林、人工柳杉林。 (4)四种森林恢复方式下，土壤呼吸均表现出明显的季节变化，变化趋势呈单峰型，夏季最高，冬季最低，与土壤温度的季节变化相同。四种森林恢复方式下土壤呼吸均与土壤温度和水分存在显著相关关系，温度和水分可以解释土壤呼吸时间变异的58-90％。但在空间变异上，土壤呼吸与乔木生物量、地表有机质厚度、土壤有机碳含量均未表现出显著的相关关系。 (5)人工马尾松林乔木树干、树枝、树叶、树皮和树根含碳率分别为0.48、0.48、0.47、0.48、0.44;灌木层叶、枝、根含碳率分别为0.41、0.44、0.41;草本层地上与地下含碳率为0.43、0.25;凋落物含碳率为0.48。土壤0-10cm、10-20cm、20-30cm、30-60cm含碳率分别为14.50、6.20、5.29、4.75g·kg-1。 (6)2011年人工马尾林乔木层碳储量为66.19t· hm-2，其中树干、树枝、树叶、树皮和树根分别占总碳储量的74.15％、10.74％、2.27％、4.25％、8.60％;灌木层为:0.46t·hm-2;其中灌木叶、枝、根分别占灌木总碳储量的32.61％、39.13％、28.26％;草本层碳储量为0.94t·hm-2，其中地上部分和地下部分分别占65.96％、34.04％;凋落物碳储量为2.63t· hm-2;土壤0-10cm、10-20cm、20-30cm、30-、60cm碳储量分别为18.26、8.22、7.44、21.2t·hm-2，合计为55.12t·hm-2。2014年人工马尾松林乔木层碳储量为76.73t·hm-2，其中树干、树枝、树叶、树皮和树根分别占总碳储量的74.33％、10.56％、2.23％、4.14％、8.74％;灌木层碳储量为0.59t·hm-2，其中灌木叶、枝、根分别占总灌木碳储量的32.20％、40.68％、27.12％;草本层碳储量为1.00t·hm-2，其中地上部分和地下部分分别占65％、35％;凋落物碳储量为4.25t·hm-2。 (7)2011年至2014年人工马尾松林固碳速率为4.12t·hm-2·a-1，其中，马尾松的生长对人工马尾松林的固碳具有重要贡献，其次为凋落物，而灌木层和草本层贡献相对较小。综合分析人工马尾松林具有较大的固碳潜力。