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随着温室气体排放和全球气候变暖的加剧，林业在碳减排中的作用逐渐得到重视。重大生态工程下的森林保护、森林恢复以及综合性生态治理工程可能增加林草植被和土壤碳储量。然而，在营造林和草地治理过程会由于人类活动产生温室气体排放。本研究在构建重大生态工程温室气体收支与净固碳量核算模型的基础上，估算了天然林资源保护工程（简称天保工程）一期（2000-2010年）、退耕还林工程（2000-2010年）和京津风沙源治理工程一期（2001-2010年）营造林和草地治理过程工程边界内碳成本和边界外碳泄漏，分析了各项重大生态工程及每项工程下各区域碳成本和碳泄漏年际变化及影响因素，对比了每项工程下各区域碳成本和碳泄漏的组成特征，研究了每项工程下各区域净固碳量的变化特征，明确了各项工程每年平均碳成本强度和净固碳速率空间格局。主要结果如下: 天保工程一期西北、中西部地区、南部地区、东北地区和天保工程的碳成本分别为0.89 Tg C、1.47 Tg C、0.09 Tg C和2.45 Tg C，碳泄漏分别为3.17Tg C、3.11 Tg C、6.50 Tg C和12.78 Tg C。工程在边界内外共产生温室气体排放15.23 TgC，抵消了工程固碳效益的9.8％。全工程期净固碳量为139.77 Tg C，年均净固碳量为12.71 Tg C·yr-1。 退耕还林工程西北地区、西南地区、东北地区、华北地区、中南华东地区和退耕还林工程的碳成本分别为3.38 Tg C、3.64 Tg C、1.03 Tg C、1.66 TgC、4.38Tg C和14.09 Tg C，碳泄漏分别为21.33 Tg C、4.60 Tg C、5.50 Tg C、1.32 Tg C、3.78 Tg C和36.53 Tg C。工程在边界内外共产生温室气体排放50.62 Tg C，抵消了工程固碳效益的19.9％。全工程期净固碳量为203.50 Tg C，年均净固碳量为18.50 TgC·yr-1。 京津风沙源治理工程一期北京市、天津市、河北省、山西省、内蒙古自治区和整个工程的碳成本分别为259.51 Gg C、15.70 Gg C、1017.79 Gg C、306.46 GgC、1145.44 Gg C和2.74 Tg C，碳泄漏分别为64.81-70.20 Gg C、-2.11--1.27 GgC、-27.04-3.49 Gg C、158.57-158.82 Gg C、4340.13-4523.97 Gg C和4.53-4.76Tg C。工程在边界内外共产生温室气体排放7.28-7.50 Tg C，抵消了工程固碳效益的10.2％-10.5％。全工程期净固碳量为63.75-64.38 Tg C，年均净固碳量为6.38-6.44 Tg C·yr-1。 各项工程措施碳成本中，造林及配套森林基础设施建设碳成本是主要的工程措施碳成本，分别占天保工程、退耕还林工程和京津风沙源治理工程碳成本总量的82.4％、96.7％和83.6％;各种物资中，建材和肥料是各项重大生态工程主要的物资碳成本来源，而燃油、灌溉和药剂产生的碳成本占各项重大生态工程碳成本总量的比例仅为8.3％-24.7％。碳成本和碳泄漏对重大生态工程固碳的抵消较小，各项重大生态工程在我国温室气体减排和减缓全球气候变暖上做出了巨大贡献。天保工程、退耕还林工程和京津风沙源治理工程的净固碳量分别相当于同期我国化石燃料燃烧碳排放总量的0.89％、1.3％和0.4％。未来可通过避免林区道路盲目建设、经济林营造采用精准施肥减少碳成本;通过对工程进行合理规划、为工程区农户和牧民提供可替代的维持生存的方法和就近安置生态移民减少碳泄漏。