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全球气候变暖已是全人类面临最严峻的挑战之一。森林生态系统是最大的陆地碳库,在全球碳循环和减缓气候变暖中起着十分重要的作用。我国森林以幼龄林、中龄林为主,固碳潜力较大。人工幼龄林是生态系统重要组成部分,其生物量模型构建是生态系统碳储量估算的基础。但目前人工幼龄林生物量模型研究尚不完善,无法满足碳储量精确估算的要求。碳密度和碳储量是衡量森林生态系统固碳能力的重要指标,同一区域不同森林生态系统或不同区域相同森林生态系统的碳储量及其空间特征存在差异。精准对森林生态系统的生物量和碳储量进行估测显得异常重要。本研究以西北高寒区云杉、圆柏和油松等三种典型本地树种人工幼龄林为研究对象,基于高分辨率遥感影像,采用多尺度分割的面向对象地物分类方法分类提取人工幼龄林的空间分布,同时建立了三个树种人工幼龄林的生物量模型、测定了植被和土壤含碳率,进而定量估测三个树种人工林生态系统的生物量和碳储量并分析其空间分异特征。结果表明:（1）云杉人工幼龄林分布面积最大,基本分布于典型样地1中部部分地区;油松分布面积小于云杉和圆柏,集中分布于样地2西部;圆柏人工幼龄林主要分布于样地2东部,有小面积地块分布于样地1中部,且样地云杉、油松和圆柏人工幼龄林面积分别为:10.4km~2、1.725km~2和2.136km~2。据误差矩阵评价分类提取精度,样地1分类精度为91.23%,Kappa系数为0.879;分类精度为94.55%,Kappa系数为0.924。分类精度较高,分类结果较为可靠,分类方法适宜于研究区人工幼龄林遥感分类和空间信息提取。（2）三个树种多元加权独立生物量模型均优于一元加权独立生物量模型,且二元独立生物量模型为最优独立生物量模型。其中,云杉和油松以地径为一元回归模型自变量,云杉添加树高因子、油松添加冠幅因子为二元模型自变量时,模型拟合精度和预估精度均最优;而圆柏以树高为一元自变量,添加冠幅为二元模型自变量时模型拟合效果更优。故三个树种的最优独立生物量模型为:云杉:M总=0.098*D2.048*H0.403,油松:M总=0.213*D1.369*C1.067,圆柏:M总=0.484*C0.261*H1.923;且云杉独立生物量模型各组分拟合效果主要表现为:总生物量＞地上＞树干＞树枝＞树叶＞树根;而圆柏和油松独立生物量模型各组分拟合效果主要表现为:地上＞总生物量＞树干＞树枝＞树叶＞树根。（3）无论是总量控制还是分量相加系统相容性模型,各树种各组分建模因子选择和独立模型一致。非线性联合估计构建的相容性模型保持了各组分间较好的相容性,且模型拟合效果均较优,其中决定系数R~2均高于0.94,分量相加模型总体来说略微占优,尤其对于拟合效果最优的二元模型以及拟合精度较差的树叶组分来说,因此选择各组分拟合精度较高的分量相机系统相容性模型为最优相容性模型。各组分相容性模型在同变量估计算法下,云杉和圆柏各组分的两种相容性模型拟合精度高低均为:总生物量＞树干＞树枝＞树叶＞树根;油松各组分拟合精度高低为:树干＞总生物量＞树枝＞树叶＞树根。（4）三个针叶人工林幼树分配特征规律显著,其中地上各组分生物量分配特征为:树叶＞树枝＞树干,且随着地径或树高增大,树叶占比显著呈下降趋势,树枝和树干占比呈显著上升趋势,特别是油松树干占比;地上地下生物量分配特征表现为:三个树种幼树地上生物量均高于地下生物量,且随着地径（0-11cm）增大,云杉地上生物量占比增大,油松和圆柏地上生物量占比略微减少。（5）三个树种幼树含碳率高低表现为:油松（0.509）＞云杉（0.483）＞圆柏（0.442）,但各组分表现不尽相同,且三个树种树根（地下）含碳率均低于地上各组分;研究区0-50cm云杉林土壤含碳系数远高于圆柏和油松人工幼龄林,圆柏人工林最低。三个树种人工幼龄林植物层碳密度高低为:云杉（18.97kg/m~2）＞油松（12.32 kg/m~2）＞圆柏（7.93kg/m~2）,且同一深度土壤层有机碳密度高低表现为:云杉＞油松＞圆柏。与碳密度相反,三个树种人工幼龄林坡度高低为:圆柏＞油松＞云杉;且碳密度较高的人工幼龄林（云杉、油松）主要分布于阴坡,碳密度较低的人工幼龄林（圆柏）主要分布于阳坡。（6）三个树种人工林植物层碳储量高低表现为:云杉（19733.66t）＞油松（2125.43）＞圆柏（1694.09t）;不同人工林同一深度或同一人工林不同深度土壤碳密度、碳储量均不相同,且垂直分布规律也不尽相同,且三个树种人工林土壤层由浅至深每层土壤碳储量均有逐渐降低趋势。总的来说,三个树种人工幼龄林生态系统碳储量大小表现为:云杉（33518.1t）＞油松（3844.32t）＞圆柏（3178.41t）。研究区两个样地人工幼龄林生态系统碳储量空间分布特征主要表现为:云杉人工幼龄林均分布于样地1中北部地区,其余部分零散分布,其生态系统碳储量较高;油松人工幼龄林分布于样地2西部;圆柏林主要分布于样地2东部,样地1中部有小块圆柏林分布,其生态系统碳储量为432.8t,且其样地分布面积高于油松林,但其生态系统碳储量低于油松。