本文基于甘肃、青海、新疆三个省(自治区)的150株天然云杉样本数据,选取胸径(D)、树高(H)、冠幅(Cw)、冠长(Cl)及其不同组合形式作为自变量,分别对各部分生物量进行模型拟合,选出最佳模型。基于选出的最佳模型,建立了相容性立木材积与地上生物量模型,针对各分项独立建模之和与总生物量之间不相容的问题,利用非线性度量误差方法,采用总量直接控制和分级联合控制两种方案研建了地上总生物量与4个分项(干材、干皮、树枝、树叶)的相容性方程系统,其中又采取了独立估计和联合估计两种处理方法进行地上生物量的估计。最后,分析了云杉各组分含碳系数。研究结果表明:(1)不同自变量的生物量模型拟合结果显示:地上生物量、树干生物量、树冠生物量、干材生物量、树叶生物量及干皮生物量的最佳模型形式均为W=aDbHc,树枝生物量的最佳模型形式为W=aDbCwc。(2)对相容性立木材积和地上生物量模型来说,在胸径基础上增加树高变量能显著提高材积的预估效果,但对生物量的预估效果改进不大。(3)对地上生物量与各分项生物量相容性模型来说,总量直接控制方案和分级联合控制方案都是解决总量与各分量之间不相容的有效途径,且两种方案的效果相当。对独立估计和联合估计的对比显示,对于一元模型来说,独立估计优于联合估计,但多元模型下两种方法效果相当。(4)对一元、多元相容性生物量模型的拟合效果进行对比,结果显示,解释变量的增加明显提高了树枝和树叶生物量的拟合效果,对其他几个分量的拟合效果改善不大。(5)对云杉各器官含碳系数分析可知,含碳系数差异不显著的有:干材与干皮、干材与树枝、干材和树叶、干皮与树枝,差异显著的有:干皮与树叶、树枝与树叶。全树各器官含碳系数按大小顺序排列为:树叶>干材>树根>树枝>干皮。树干从上到下的含碳系数逐渐增大,但三者两两之间均不存在显著差异。对根系部分来说,根茎与粗根之间差异不显著,而粗根与细根、根茎与细根之间差异显著。