绿洲防护林是干旱区森林碳储量的主体,占其总储备量80%以上。新疆杨是该区防护林建设的主要树种,对于估算区域农田防护林系统的生物量及其碳汇功能意义重大。尽管过去对新疆杨农田防护林的生物量及其分布格局有相关研究,但对于不同年龄结构林带生物量分布及其固碳特征缺乏系统认识,直接影响着区域防护林总生物量及其固碳功能的估算精度。本文以乌兰布和沙漠边缘磴口绿洲的新疆杨典型农田防护林带为研究对象,采用空间代替时间的方法,基于标准木测定和固定样地监测,分析了幼龄林、中龄林、近熟林和成熟林等四种不同林龄新疆杨单株和群体的生物量分配规律,研究了不同树龄单株生物量和碳储量分布特征;构建了不同树龄新疆杨单株、林带、林网生物量和碳储量模型和计算方法,将林带生物量、碳储量与防风效益同步模拟估算,对磴口绿洲防护林综合功能进行了评估,为干旱区新疆杨农田防护林可持续经营和健康管理提供科技支撑。主要研究结果如下:（1）不同树龄单株生物量变化规律表明:不同树龄单株生物量方差分析存在显著差异,新疆杨防护林单株生物量随树龄增加而增加,但生物量增长速率呈先增后减趋势,峰值出现在近熟林,达到数量成熟,应适当间伐。本研究中新疆杨成熟林单株最大胸径可达到41.97 cm,其总生物量高达872.304 kg,平均增长速率43.615 kg/a,高于同类地区,本文所研究模式对于培养高生物量和大径级材有明显的提质增效作用。（2）不同树龄单株各器官生物量变化规律表明:不同树龄单株总生物量分配比例整体表现为树干>根>主根>枝>侧根>皮>叶的分配规律,但在中龄林因枝生物量增长迅速,枝生物量比例会超过根,后期介于主根和侧根之间。树龄对单株各器官生物量及分配比例影响较大,但各器官表现不同。各器官生物量随树龄的增长呈增长趋势,仅中、小、细侧根生物量在近熟林达到峰值然后开始减小,说明在近熟林期树木的根系营养空间已接近饱和。树干生物量分配比例随年龄呈增长趋势,而其它器官均表现为不同程度的减小趋势。新疆杨根生物量主要分布在0-150 cm土层内,主根占地下生物量的61.11%。5级侧根粗根、大根、中根、小根、细根生物量平均分配比例分别为51.13%、30.42%、12.79%、4.06%、12.34%。随树龄增加,主根、粗侧根和大侧根的生物量随之增大,但生物量在各级根系的分配比例及空间分配无显著变化,说明树龄对根生物量积累有明显增加作用,但对其分配比例和各土层空间分布影响不大。各树龄根生物量均随土层深度增加而减小,呈浅土层集中分布。（3）不同树龄单株各器官碳含量变化规律:将新疆杨各器官碳含量分为高、中、低、极低4类。高碳器官有树干、枝和主根,碳含量为45.28%-46.04%;中碳器官有树皮、粗根、大根和叶,碳含量为43.23%-44.04%;低碳器官有中根、小根,碳含量为40.62%-41.46%;极低碳器官有细根,碳含量为36.91%;新疆杨各器官碳含量整体差异并不大,比较结果为干>枝>主根>皮>粗根>大根>叶>中根>小根>细根。（4）不同树龄单株各器官碳储量的变化规律表明:新疆杨碳储量积累过程与分配比例分布特征与生物量大体一致,但碳储量及其增幅远小于生物量。随着树龄增长,单株及各器官碳储量均呈增长趋势,说明树龄对树木碳储量累积有显著的促进作用。新疆杨单株最大碳储量为397.406 kg,增长速率为18.924 kg/a,高于同类地区,说明本研究防护林模式对于提高单株碳储量增强林带固碳功能具有显著作用。不同年龄新疆杨各器官碳储量因碳含量差别,导致其与生物量分配比例差异较大,尤其各土层根碳储量及其分配比例。0-50 cm、50-100 cm土层中主根碳储量分配比例分别比生物量分配比例增加了27.87%、29.90%,侧根碳储量分配比例比生物量分配比例分别减小了45.97%、42.90%。（5）生物量、碳储量与防风效益的关系表明:生物量、碳储量与防风-固碳效益关系密切,与固碳效益呈正相关关系,与林带疏透度呈负相关关系;株行距1 m×2 m或1.5m×3 m的2行带组成300 m（主林带）×140 m（副林带）新疆杨林网生物量和碳储量上限为以水定量,同步模拟生物量、碳储量、立木疏透度得出其下限分别为94-100 t/hm2、43-47 t/hm2时,林带接近疏透结构防风效益良好。以此评价磴口绿洲防护林得出该区域生物量、碳储量分别为1.57 t/hm2、0.79 t/hm2,上升潜力巨大,防风效益较差,还需加大防护林建设力度,以提高防风-固碳效益。