森林生态系统是陆地生态系统的最大碳库，其地上部分碳库和土壤碳库分别占全球地上部分碳库和土壤有机碳库的80%和70%，在调节全球碳平衡、减缓温室气体浓度上升等方面具有不可替代的作用。准确系统量化区域森林生态系统碳储量及其分配格局、固碳能力，对于减小在估算大尺度碳源、碳汇格局和模型模拟结果中的不确定性有着重要的作用。基于此，本研究以六盘山林区华北落叶松、油松人工林和华山松、辽东栎天然次生林典型林地为对象，通过野外样地调查、采样及实验室分析相结合的方法，从空间尺度对森林生态系统生物量和碳储量进行了研究，并对人工林的生长过程进行了分析，在此基础上研究过去植被固碳能力的动态变化。同时对林下枯落物持水性能进行了探讨，完善了枯落物水文功能研究体系。主要结论如下：（1）华北落叶松、油松、华山松和辽东栎林植被与枯落物总碳储量分别是29.87t·hm^-2、58.06t·hm^-2、48.5t·hm^-2和43.95t·hm^-2。在空间分配上，呈现的特征为：乔木层>枯落物层>灌木层>草本层。土壤有机碳含量均随着土层深度的增加而减小。油松林土壤碳含量较少，为109.25t·hm^-2，而其他三者差异不显著，均值为184.50t·hm^-2。林地总碳储量分别是216.85t·hm^-2、167.31t·hm^-2、223.58t·hm^-2和235.26t·hm^-2，特征均为：土壤层>植被层>枯落层，其中土壤碳所占比例依次为86%、65%、78%和81%，在森林碳循环中起重要的作用。（2）华北落叶松和油松林的平均木、劣势木和优势木的胸径连年生长量变化趋势基本一致，分别在12a和10a后开始下降，此时林木对营养和空间需求增加，可适当进行抚育间伐。29a华北落叶松和30a油松的平均木总材积分别是0.074m³和0.070m3，二者均未进入成熟期，预计成熟年龄前者在30a以后，而后者在35a左右。华北落叶松和油松材积生长过程用二次多项式拟合效果较好，R²均达到0.98以上。华北落叶松林自第12a起，固碳速率稳定为2.70t·hm^-2·a^-1；而油松林生长前期碳累积缓慢，第18-26a，碳累积量迅速增加，平均为4.32t·hm^-2·a^-1，之后逐渐减小。（3）4种林分的枯落物储量在12.05～26.40t·hm^-2，厚度在1.0～4.5cm。本研究中仅华北落叶松林下枯落物储量y（g）与厚度x（cm）具有较好的相关关系，拟合方程分别为：y=36.64x+72.12，R²=0.65；而其他林分两者的相关性不明显。各林分枯落物未分解层、半分解层持水率与时间变化关系，用对数方程进行拟合，效果较好（R²均大于0.86）。4种林分的枯落物有效拦蓄量分别是4.31mm、1.40mm、4.13mm和1.39mm，以华北落叶松和华山松林持水能力较强。