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我国城市化已经进入了一个迅速发展时期。随着城市化的加速前进，导致了日益突出的生态环境问题，绿色空间的减少与城市居民日益增长的生态需求之间的矛盾越发显著。作为城市生命支持系统主体的城市森林，人们对其重视度逐步增加，除了具有供给服务、调节服务、文化服务和支持服务等各种生态功能，还兼顾着改善城市环境的重要作用，因此城市森林建设成为国际性话题，也成为可持续发展城市建设的一个重要指标。目前，由于大气CO2浓度升高引起全球气候变化，城市森林固碳功能受到了国内外学者的广泛关注。本研究以长沙市4种典型人工林（马尾松林、杉木林、杨树林和毛竹林）为研究对象，对森林生物量和生产力、生态系统碳储量及其碳汇功能进行了研究。为精确估算长沙市乃至湖南省城市森林生态系统碳平衡的研究提供基础数据和科学依据。主要研究结果为: 1、4种森林中平均林木单株生物量为马尾松（16a生）48.680 kg，杉木(14a生)42.373 kg，杨树（17a生）104.967 kg，毛竹（5a生）22.179 kg。林分生物量为马尾松林135.390t.hm-2，杉木林100.578 t·hm-2，杨树林63.381 t·hm-2，毛竹林64.497 t·hm-2。林下灌木层和草本层生物量为马尾松林2.064 t·hm-2和0.950t·hm-2，杉木林9.703 t·hm-2和4.983 t·hm-2，杨树林0.370 t·hm-2和0.430 t·hm-2，毛竹林0.168 t·hm-2和0.046 t·hm-2。林地死凋落物层生物量为马尾松林15.360t·hm-2，杉木林7.635 t·hm-2，杨树林1.802 t·hm-2，毛竹林1.633 t·hm-2。林分生产力为马尾松林8.462 t·hm-2·a-1，杉木林7.184 t·hm-2·a-1，杨树林3.490 t·hm-2·a-1，毛竹林12.462 t·hm-2·a-1。 树种不同生物量高低不同，同一树种因器官不同生物量高低也不相同。均以树干生物量最高。 2、4种森林乔木树种各器官C含量为:马尾松0.405～0.516 g·kg-1，杉木0.458～0.769 g·kg-1，杨树0.454～0.551 g·kg-1，毛竹0.405～0.527 g·kg-1。林下灌木层平均C含量为:马尾松林0.512 g·kg-1，杉木林0.507 g·kg-1，杨树林0.518g·kg-1，毛竹林0.484 g·kg-1。林下草本层平均C含量为:马尾松林0.483 g·kg-1，杉木林0.421 g·kg-1，杨树林0.478 g·kg-1，毛竹林0.474 g·kg-1。凋落物层平均C含量为:马尾松林0.397 g·kg-1，杉木林0.461 g·kg-1，杨树林0.517 g·kg-1，毛竹林0.244 g·kg-1。土壤有机碳平均含量为:马尾松林17.140 g·kg-1，杉木林15.669g·kg-1，杨树林19.163 g·kg-1，毛竹林17.774 g·kg-1。 树种不同，碳含量不同，而且器官不同，碳含量亦不相同。 3、长沙市4种森林生态系统乔木层碳储量为:马尾松林66.346 t·hm-2，杉木林48.551 t·hm-2，杨树林33.976 t·hm-2，毛竹林32.632 t·hm-2。林下灌木层和草本层碳储量为:马尾松林1.061 t·hm-2和0.459 t·hm-2，杉木林5.766 t·hm-2和2.637t·hm-2，杨树林2.639 t·hm-2和0.310 t·hm-2，毛竹林0.133 t·hm-2和0.024 t·hm-2。林地死地被物层碳储量为:马尾松林6.163 t·hm-2，杉木林3.538 t·hm-2，杨树林0.950 t·hm-2，毛竹林0.394 t·hm-2。土壤层有机碳储量为:马尾松林134.642 t·hm-2，杉木林116.911 t·hm-2，杨树林126.860 t·hm-2，毛竹林115.985 t·hm-2。 不同森林类型碳储量存在差异，且树干碳储量显著高于其他器官。 4、4种森林生态系统碳储量的空间分布为:马尾松林总碳储量为208.671t·hm-2，其中植被层占32.52％、死地被物层占2.95％、土壤层占64.53％;杉木林总碳储量为177.403 t·hm-2，其中植被层占32.10％、死地被物层占2.00％、土壤层占65.90％;杨树林总碳储量为164.735t·hm-2，其中植被层占22.41％、死地被物层占0.58％、土壤层占77.01％;毛竹林总碳储量为149.168t·hm-2，其中植被层占21.98％、死地被物层占0.26％、土壤层占77.76％。4种森林生态系统碳储量分布格局一致为:土壤层＞植被层＞死地被物层。 5、4种森林年净固碳量(NPP)15.467 t·hm-2·a-1，折合成CO2量为56.715t·hm-2·a-1，其中马尾松林年净固碳量和折合成CO2量为3.969 t·hm-2·a-1和14.552t·hm-2·a-1;杉木林为3.721t·hm-2·a-1和13.645 t·hm-2·a-1;杨树林为1.758 t·hm-2·a-1和6.446 t·hm-2·a-1;毛竹林为6.019 t·hm-2·a-1和22.072 t·hm-2·a-1。植物的生物学特性、结构组成以及年龄与森林年净固碳量密切相关，因此在建设低碳城市中如何选择树种与怎样保护森林具有重要意义。 6、长沙市4种森林面积为368195.50hm2，其中马尾松林的面积为160352.0hm2、杉木林为152852.1 hm2、杨树林为490.8 hm2、竹林为54500.6hm2。总碳储量为6878.79万t，其中马尾松林为3346.08万t、杉木林2711.64万t，杨树林8.09万t、毛竹林812.98万t。4种森林面积占据了长沙市森林面积的80％，其碳吸存功能作用明显，固碳量作用突出，在长沙创建生态文明城市、维持和改善生态环境、提升长沙城市形象和综合竞争力及支持城市可持续发张作出了重要贡献。