在全球气候变暖背景下,森林生态系统碳、氮循环的相关研究成为科学热点。华西雨屏区是“长江流域的重要生态屏障”,研究不同植被恢复类型生态系统功能与效益的理想场所之一。本研究选择华西雨屏区的中心区域——雅安雨城区为研究地,30a恢复的不同植被类型为研究对象,以典型样地与标准木的外业调查与实验室分析测定相结合,对不同植被恢复类型生态系统碳、氮储量进行估算,对系统内乔灌草植物的器官生物量及其碳、氮分配格局,土壤理化性质与土壤有机碳组分等分析比较,探讨了华西雨屏区不同植被恢复类型的生态系统碳汇功能。研究主要结论如下：(1)土壤剖面的调查结果显示,受植被恢复造林时的坡改台全面整地影响,林地土壤有效土层厚度<50cm,发生层次分化不明显,岩成土特征较重。森林植被恢复对表层0-20cm土壤的物理性质(土壤密度、含水量、孔隙度等)有轻微改善；两种针叶林下表层土壤pH与下层土壤相比下降了约0.8～1.0个单位；林地表层土壤有机质和速效氮、磷、钾含量大多高于荒草地,并有轻微的由上而下逐渐降低的垂直剖面变化趋势,30a的植被恢复,对林地土壤理化性质的影响基本存在于表层0-20cm土壤层。(2)几种林分的密度为1200～1600株/hm2,慈竹林密度为500丛/hm2,水杉林林分平均树高(21.3m)、胸径(18.3cm)与材积量(422.9m3/hm2)等高于其他林分。五种森林植被恢复系统乔木层生物量数值上分为两个层次,第一层：次生林、慈竹林、水杉林(170.240t,hm2～193.743t/hm2),第二层桤木林与柳杉林(85.234t/hm2～94.149 t/hm);林分器官生物量大致为：树干>树根>树枝>树叶。碳、氮、磷、钾的林分平均含量为：碳479.54 g/kg、氮4.00 g/kg、磷0.58 g/kg、钾3.41 g/kg；各林分碳储量与生物量层次分化表现一致,慈竹林、水杉林、次生林为第一层,桤木林与柳杉林为第二层,两层间碳储量相差一倍左右；器官的平均碳含量为：树干>树枝>树根>树叶,林分总碳储量的57.6%-78.0%储存在树干中；林分的器官平均氮、磷、钾含量均为树叶>树枝>树根>树干；林分储存的氮、磷、钾量都<1 t/hm2。(3)灌木层生物量为桤木林(2.353 t/hm2)显著高于次生林(0.276 t/hm2)；灌木平均碳含量448.96 g/kg,碳储量为桤木林>次生林。草本层生物量以荒草地最大,次生林次之；草本平均碳含量407.08 g/kg,碳储量0.543t/hm2～3.195t/hm2司,最高的荒草地是最低的水杉林的5.9倍；慈竹林内无林下植物。氮、磷、钾平均含量为：草本>灌木>乔木；氮、磷、钾储量合计(氮+磷+钾)总量,灌木层为：桤木林>次生林；草本层为：荒草地>次生林>水杉林>桤木林>柳杉林；次生林与桤木林内的藤本生物量分别为桤木林0.545 t/hm2,次生林0.299 t/hm2。(4)林地枯落物以枝叶为主,现存量平均5.416 t/hm2 (1.826 t/hm2-9.565 t/hm2),平均碳含量452.33 g/kg,平均碳储量2.47 t/hm2,现存量、碳含量与碳储量均为柳杉林最高,水杉林最少,荒草地无枯落物积存。枯落物平均氮含量5.38 g/kg,平均氮储量0.0305 t/hm2；平均磷含量0.55 g/kg,平均磷储量0.0030 t/hm2,氮、磷均以慈竹林最高而水杉林最低；平均钾含量2.92 g/kg,平均钾储量0.0126 t/hm2,水杉林最高而柳杉林最低；枯落物碳储量随现存量的升高而升高。(5)土壤有由上而下的轻微剖面垂直变化,主要的变化发生在0～20cm表土层。桤木林下表层土壤有机碳、全氮、全磷的含量高于其他剖面表层土,慈竹林次之,次生林、水杉林与荒草地相近：1m深土壤有机碳储量在56.737 t/hm2～104.821 t/hm2间,最高的桤木林约为最低的次生林的1.9倍；各植被下表层土壤有机碳储量占全剖面碳储量39%～56%的比例,表聚性明显,林地土壤更加突出。除次生林外,其余林地表层与剖面的土壤全氮、全磷储量均高于荒草地,桤木林与慈竹林优势明显。(6)土壤有机碳、氮组分的差异主要表现在表土层,各组分含量因植被类型的不同而不同,并分别与土壤总有机碳和全氮关系密切,垂直剖面上呈轻微递减趋势。表层土壤胡敏酸低于富里酸,腐殖酸(HA+FA)含量为阔叶林与慈竹林>荒草地>针叶林；森林植被恢复后,提高了表层土壤中易氧化碳、颗粒碳、水溶性碳、盐溶性碳等组分的含量,对表层土壤水溶性氮、盐溶性氮、水解性氮的含量也有一定的增加,桤木林表土中各有机碳、氮组分的增加较为突出；除桤木林外的其它所有林地表层土壤微生物量碳、氮含量均低于荒草地；林地土壤的溶解性有机碳淋溶现象明显。土壤胡敏酸、富里酸、易氧化碳、颗粒碳与土壤总有机碳间,土壤水溶性氮、盐溶性氮、微生物量氮、碱解氮与全氮间,均存在较好的线性相关关系；土壤有机碳与氮、磷、钾间均显著(a<0.05)相关,土壤密度与土壤有机碳间呈显著(a<0.05)负相关(r=-0.300),pH、砂粉粒含量与土壤有机碳间的负相关未达显著(a>0.05)；在粘重而机械组成相似的紫色土壤上,有机碳分解与积累的差异与土壤质地关系较小。(7)几种森林植被生态系统碳储量平均154.031t/hm2(136.306t/hm2～180.235t/hm2),是荒草地生态系统的约2.5倍,慈竹林、水杉林和桤木林优势明显。系统内植被、枯落物、土壤三大分库在总碳库中所占比例分别依次为：29.69%～59.99%、0.55%～3.71%、38.95%～68.83%,土壤碳库所占比例小于全国和四川森林生态系统土壤层碳库比例(74.0%、83.2%)；荒草地土壤碳库占其总碳库的约95%,使系统碳库的抗干扰能力很弱。随乔木生物量的增加,植被碳库增加而土壤碳库减小,具有落叶特征的桤木林土壤碳库最大。各森林植被类型植被碳库较大,其土壤碳库与植被碳库之比平均1.3(0.7N2.3：1),远低于荒草地的18.4；各森林生态系统碳库是荒草地生态系统碳库的2.2～2.9倍,碳汇功能明显。几种植被类型生态系统氮储量在7.435 t/hm2-14.694 t/hm2间,桤木林最大,荒草地最小；各系统的氮储量分配均为：土壤氮库>枯落物氮库>植被氮库；最高的桤木林土壤氮库是荒草地的1.6倍、次生林的2.0倍,氮储存性能较好；几种森林生态系统中土壤氮库占总氮库的63.3%89.7%；荒草地土壤氮库占总氮库的99.3%；氮储存库比碳储存库更集中,也更脆弱。综上得出,30a森林植被恢复生态系统的碳、氮汇功能明显优于荒草地,但不同的林分类型其汇的能力有差异,植被是碳、氮的主要储存库,土壤碳、氮储存库有较大提升空间。