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森林是陆地生态系统中最重要的碳库,森林的面积与质量直接影响着森林生态系统的碳储量,扩大森林的面积,提高森林的质量能有效减少大气中CO2浓度,减缓温室效应。我国人工林在栽植初期由于缺乏理论指导,使得多数林分难以成材,形成低效林。低效林在我国占有很大的比重,其严重影响了林业整体的效益水平,降低了林分的固碳效应。因此,对低效林进行研究改造具有重要意义。本文以赤峰市敖汉旗低效林为研究对象,对比分析了低效林分与正常林分的林分特征差异,估算了低效林的碳密度,并结合固碳、生态、经济和社会效益,对敖汉旗低效林的树种进行了结构优化,并提出改造措施。结论如下：（1）本研究对敖汉旗不同土壤类型上不同低效林的林分特征进行了调查研究,研究表明低效林分在树高、冠幅、郁闭度、林分密度及年平均生长量5个生长指标上均显著低于正常林分（p<0.05）。（2）本研究对低效林生态系统的碳密度进行了分析。分析结果表明,8种典型低效林各层次碳密度特征表现为：土壤层碳密度>乔木层碳密度>灌木层碳密度>草本层碳密度>凋落物层碳密度；各径级结构的碳密度普遍表现为：中径级>大径级>小径级。（3）低效林分与正常林分的碳密度对比分析结果显示,低效林分与正常林分在各层次的碳密度差异均达到了极显著水平（p<0.01）。正常林分在乔/灌木层、凋落物层和土壤层显著高于低效林分,而草本层相反,两种林分间的差异主要体现在乔/灌木层。（4）在兼顾固碳、生态、经济与社会效益的前提下,运用层次分析法对低效林现有比例进行优化,优化后的小叶杨纯林（Populus simonii）与油松纯林（Pinus tabuliformis）分别是优化前的0.33倍和0.45倍；白榆纯林（Ulmus pumila）、山杏纯林（Prunus sibirica）、沙棘纯林（Hippophae rhamnoides）、小叶锦鸡儿纯林（Caragana microphylla）、小叶杨+小叶锦鸡儿混交林（Populus simonii+Caragana microphylla）与油松+沙棘混交林（Pinus tabulaeformis+Hippophae rhamnoides）分别是优化前的8.48倍、46.78倍、5.33倍、2.05倍、14.65倍和13.81倍。（5）根据低效林的分布特征、立地类型等,在近自然理论和森林健康理论的指导下,经过对正常林分造林模式的调查,提出了调整改造、抚育改造、更替改造与复壮改造4种改造措施。