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大气中CO2等温室气体浓度升高引起的气候变暖影响了人类生存和可持续发展，人工林对减缓全球温室效应有着重要作用。毛竹（Phyllostachy pubescens）林是我国南方人工林的重要组成部分，具有很高的国民经济建设地位，其蓄积量约占全国竹林的79％，并且每年以3％的速度在增长。由于具有巨大的生物量，其生态学功能在陆地碳循环中起到不可忽视的作用。但是毛竹人工林生态系统的碳汇功能及其固碳机制长期以来缺乏系统的研究。 为此，本研究通过野外调查、室内分析并结合田间试验研究毛竹林生态系统碳储量、土壤有机碳稳定性以及通过施用硅肥提高碳库的方法:(1)在我国南方毛竹主要分布区的安徽省霍山县、浙江省临安市和龙游县、福建省建瓯市和华安县、江西省奉新县及湖南省桃江县7个代表性县市，结合野外调查与室内分析，查明我国南方5省的毛竹林生态系统碳储量及其固碳潜力;了解毛竹林生态系统碳密度的地带性差异;明确毛竹林竹叶凋落物植硅体的固碳潜力;探讨土壤有机碳组成和结构的区域变化;(2)以建瓯市为典型范例，选择高低海拔的毛竹林为典型样地，阐述不同海拔毛竹林生态系统碳密度变化，土壤有机碳组成和结构的变化;(3)在浙江省长兴县设立施硅肥田间试验，探讨增加毛竹竹叶植硅体碳长期积累的有效技术。主要结果如下: (1)毛竹林生态系统碳储量表现出地带性差异。由北（临安）至南（华安），毛竹林生态系统碳量呈显著下降的趋势。 霍山、临安、龙游、建瓯、华安、奉新及桃江7个县市的毛竹林生态系统单位面积碳储量的调查分析结果说明，不同地区所采毛竹单株的生物量主要以竹秆为主，占到全株的44.72～63.84％（平均51.78％），其次为枝叶，平均13.39％，竹鞭最少占6.91％;毛竹生物碳量以奉新最高为31.5 Mg C ha-1，其次为霍山与临安约为30.0 MgC ha-1，桃江最低仅为18.4 MgC ha-1;从毛竹林土壤碳量来看，以临安最高为119.5 MgC ha-1，龙游稍稍低于临安为114.2 MgC ha-1，华安最低仅为85.1 MgC ha-1;同样，毛竹林生态系统碳量以临安最高为149.7 MgC ha-1，其次为龙游138.7 Mg C ha-1，华安和桃江最低仅为107.4 Mg C ha-1。 (2)我国南方五省毛竹林生态系统具有较高的碳储量及固碳潜力。 安徽、浙江、福建、江西和湖南五省的毛竹林生态系统碳储量，到2011年达到449.1 Tg C，其中土壤碳储量是主体，所占比例为79.1％;五省的毛竹林生态系统平均碳密度为124.3 MgC ha-1;由此可以估算，目前我国南方五省的毛竹林总碳储量约为473 Tg C，分别占全国毛竹林和竹林的94％和65％。南方五省毛竹林植株的固碳速率为4.3 Mg C ha-1yr-1，相当于每年可以同化大气中CO2的量为15.8 MgCha-1。 (3)不同地区之间结合态腐殖质碳含量和松紧比没有显著性差异;而有机碳组分结构表现出显著差异，龙游土壤有机碳分子结构相对简单，芳香环结构少，芳香化程度低;而华安土壤有机碳的分子结构复杂，芳香环结构多，芳香化程度高。 结合态腐殖质的紫外-可见(UV-Vis)光谱结果显示，龙游和建瓯的松结合态腐殖质和稳结合态腐殖质的E4/E6值都高于临安和华安。13C-NMR结果显示，龙游的烷氧碳比例最高(51.87％)、芳香碳比例最低(14.40％)以及芳香度(0.16)最低;华安的芳香碳比例(19.85％)和芳香度(0.23)最高，这结果与结合态腐殖质的E4/E6结果一致。 (4)毛竹林生态系统碳储量和三种结合态腐殖质碳含量表现出海拔差异，而高低海拔之间毛竹林土壤结合态腐殖质碳含量比例，以及土壤有机碳化学组成结构没有显著差异。表明在单一的毛竹林种植环境下，土壤有机碳组成是相对稳定的。 建瓯市高低海拔的毛竹林生物量、生物碳储量、土壤碳储量以及生态系统碳储量研究发现，高低海拔之间各指标均呈极显著差异，即高海拔显著高于低海拔。三种结合态腐殖质碳含量（松结合态、稳结合态以及紧结合态腐殖质）在高低海拔之间均表现出相似的规律，即无论在哪一土层，高海拔均高于低海拔。然而，三种结合态腐殖质碳含量占有机碳总量的比例在高低海拔之间并没有显著差异。13C-NMR结果显示高低海拔的有机碳官能团组分也没有显著差异，这个结果与松结合态腐殖质的E4/E6比值结果一致。 (5)植硅体以及植硅体碳含量表现出区域差异。 对霍山、临安、龙游、建瓯、华安和奉新毛竹林竹叶凋落物中的植硅体及植硅体碳含量研究显示，植硅体占干物质的含量为8.99％～29.60％(平均为17.77％);植硅体碳占干物质的含量范围为0.15％～0.85％（平均为0.35％），两者的结果均属建瓯最低，华安最高。根据竹叶凋落物的平均地上净初级生产量（ANPP），计算得到植硅体产生通量为0.61 Mg C ha-1yr-1～2.02 Mg C ha-1yr-1(平均为1.21 MgC ha-1yr-1);植硅体固定碳通量为0.038 Mg CO2 ha-1yr-1～0.212 Mg CO2 ha-1yr-1（平均为0.087 Mg CO2 ha-1yr-1），两者结果也均属建瓯最低，华安最高。若以竹叶凋落物中植硅体碳的平均产生通量(0.087 Mg CO2 ha-1yr-1)计算，每年南方五省毛竹林竹叶凋落物中的植硅体大概能从大气中固定0.315 Tg CO2;每年全国竹叶凋落物中的植硅体大概能从大气中固定0.468 Tg CO2;全球竹叶凋落物中的植硅体每年可以固定大气中CO2达到1.9 Tg。 (6)硅肥能增加毛竹林土壤有效硅的含量，促进毛竹硅营养和加速毛竹叶片植硅体的积累，提高植硅体碳积累速率。 通过硅肥施加实验（CK:0，T1:125，T2:250，T3:375，和T4:500 kg ha-1），发现硅肥的施用增加了毛竹林土壤有效硅的含量。竹叶凋落物中的硅含量(114.3g kg-1～172.7 g kg-1)随着硅肥施用量的增加而增加，而新叶中的硅含量(84.0 gkg-1～115.0 g kg-1)在不同硅肥用量之间并没有显著差异，这说明叶片吸收积累硅需要一段时间。在不同硅肥用量的处理之间，新叶和竹叶凋落物中的植硅体含量的变化趋势与硅含量的变化趋势一致。这些结果表明硅肥施用以后，增加了毛竹叶片中植硅体的积累。竹叶凋落物植硅体产生通量随着施硅肥量的增加而增加，为0.78 Mg C ha-1yr-1～1.16 Mg C ha-1yr-1;植硅体固定碳通量也随着硅肥施用量的增加而增加，为0.052 Mg CO2 ha-1yr-1～0.077 Mg CO2 ha-1yr-1。若分别以对照(0.052 Mg CO2 ha-1yr-1)和T4(0.077 Mg CO2 ha-1yr-1)的植硅体碳产生通量计算，那么每年竹叶凋落物中的植硅体大概能从大气中固定的CO2量，最高的施肥量(T4)要比对照高出48％。 因此，本研究认为地带性会影响毛竹林生态系统碳储量，深入研究毛竹林生态系统碳储量的区域差异可为准确评价毛竹林生态系统对全球气候变化的响应及其在全球碳循环中的功能和作用提供依据;本研究的海拔梯度对毛竹林土壤有机碳组成和结构没有显著影响，但对毛竹林有机碳储量有很大的影响，这在将来的区域碳储量估算过程中需要进行考虑;通过硅肥试验，认为如果能够在人工林（比如毛竹林）种植中施加适量的硅肥（例如:水溶性的高效硅肥），不仅可以促进毛竹生长，还可以有效的增加叶片植硅体的积累，提高植硅体碳积累速率。因此，硅肥是增加植硅体固碳能力的一种有效经营手段，而且还可能有效缓解全球气候变暖。