森林是陆地生态系统的重要组成部分,是大气温室气体的重要源与汇,在区域和全球碳循环中发挥着关键作用。森林土壤碳库是陆地生态系统最大的碳库,森林土壤碳循环,尤其是森林土壤碳库源/汇功能转换已成为全球变化研究的重要方向,对估算区域碳收支和制定应对气候变化的森林经营措施与政策具有重要意义。为精准预测全球气候变化背景下寒温带森林土壤有机碳库变化趋势及其潜力,本研究以大兴安岭林区为研究区,以兴安落叶松林为主要研究对象,采用野外样地调查和室内实验分析相结合的方法,以有机碳组分研究为基础,从有机碳组分的保护机制出发,探讨土壤总有机碳、不同保护机制组分有机碳和植硅体碳的空间分布格局,并分析其与土壤理化性质间的关系。系统探讨不同环境条件下各组分有机碳的特征及其影响机制,深入揭示不同组分有机碳的稳定与累积机制,评估大兴安岭林区土壤的碳汇潜力,为大兴安岭林区及寒温带森林生态系统碳循环研究提供基础数据,为精确、定量评估大兴安岭林区及寒温带森林土壤碳库提供方法借鉴。主要研究结果如下:（1）大兴安岭林区表层土壤（0-20cm）的化学指标呈现一定的空间特征。p H值较稳定,气候、植被、土壤等结构性因素对铵态氮（NH4+-N）、速效钾（AK）和有效磷（AP）的空间变异影响较大,而总磷（TP）、有机磷（OP）同时受到结构性因素和人类活动等随机因素的影响。各化学指标含量总体沿东北-西南走向呈现一定东西对称分布特征,总磷和有机磷随纬度降低先增后减,其它各指标呈斑块状分布。兴安落叶松林的土壤理化指标呈现一定剖面特征。随土层深度增加,铵态氮、速效钾、有机磷等养分指标含量和土壤含水量呈下降趋势,p H、容重和除CaO外的各金属氧化物含量呈增加趋势,且表层含量与其它土层间差异显著。不同林龄、不同林型兴安落叶松林土壤的理化性质存在一定差异。随着林龄增加,土壤含水量、容重、速效钾表现出“V”字型变化趋势,而有机磷呈现倒“V”字型趋势,p H随林龄增加而增加;铵态氮和有效磷随林龄增加而减少。（2）大兴安岭林区土壤表层（0-20cm）总有机碳含量均值为48.60 g/kg,高值主要分布在林区中部。兴安落叶松林土壤总有机碳含量均值为53.35 g/kg,随土层深度增加呈幂函数方式下降,表聚性特征明显,表层（0-10cm）土壤总有机碳平均贡献率为71.83%。土壤总有机碳含量与土壤含水量、铵态氮、速效钾、总磷、有机磷均呈极显著正相关关系,与土壤容重、p H和除CaO外其它金属氧化物含量均呈显著负相关关系。在兴安落叶松林生长过程中,土壤总有机碳含量呈先减后增的“V”字型变化特征,不同林龄阶段的含量大小依次为幼龄林（64.49 g/kg）>成过熟林（55.34 g/kg）>中龄林（53.22 g/kg）>近熟林（46.81 g/kg）;不同林龄阶段,各土壤理化指标对土壤总有机碳的影响存在差异。兴安落叶松林各林型的土壤总有机碳含量大小依次为杜香-兴安落叶松林（64.14 g/kg）>杜鹃-兴安落叶松林（63.48 g/kg）>草类-兴安落叶松林（39.99 g/kg）;在0-10cm土层,草类-兴安落叶松林显著小于杜香-兴安落叶松林和杜鹃-兴安落叶松林,随土层深度增加,各林型间差异减小;林型不同,其土壤总有机碳的主导因子不同。（3）大兴安岭林区不同保护机制有机碳组分含量大小依次为:非保护有机碳（uPOM,21.51 g/kg）>化学保护有机碳（CPOM,10.00 g/kg）>物理保护有机碳（pPOM,2.9 g/kg）>物理化学保护有机碳（pcPOM,2.72 g/kg）。4种组分均表现为高度空间自相关性,沿东北-西南方向（大兴安岭山脉走向）发生变化。兴安落叶松林不同保护机制有机碳的含量大小依次为:uPOM（36.91 g/kg）>CPOM（6.90 g/kg）>pPOM（2.78g/kg）>pcPOM（1.09 g/kg）;除pcPOM外,其它各组分含量均随土层深度增加而逐渐降低,且表聚特征明显。林龄、林型对兴安落叶松林土壤有机碳组分含量具有一定影响。随着林木生长,uPOM先减后增,pPOM和CPOM先增后降又增,pcPOM的变化趋势先增后减。uPOM在各林型中大小依次为杜香-兴安落叶松林（52.72 g/kg）>杜鹃-兴安落叶松林（35.33 g/kg）>草类-兴安落叶松林（28.61 g/kg）;pPOM和CPOM在各林型中的大小依次为杜香-兴安落叶松林>草类-兴安落叶松林>杜鹃-兴安落叶松林;pcPOM在各林型中的大小依次为草类-兴安落叶松林>杜香-兴安落叶松林>杜鹃-兴安落叶松林。各有机碳组分不仅与总有机碳存在显著正相关性,各组分间也存在密切关系。各组分均与土壤含水量呈显著正相关关系,均与土壤容重呈极显著负相关关系;与养分和金属氧化物间也存在一定相关性,但组分间相关程度存在差异性。（4）大兴安岭林区土壤植硅体形态以平滑棒形居多,平均含量为16.42g/kg,土壤植硅体碳平均含量为274.09 mg/kg,约占土壤总有机碳的0.56%。土壤植硅体及植硅体碳含量呈现一定的经、纬度地带性特征,各含量均随纬度升高而增加,随经度升高先增后降,基本沿山脊呈对称分布。土壤植硅体及土壤植硅体碳含量受到土壤化学性质和气候因素的影响。随降水量的增加,土壤植硅体和植硅体碳含量逐渐增加;随气温的降低,土壤植硅体碳含量逐渐增加。兴安落叶松林土壤植硅体的平均含量为19.10 g/kg,土壤植硅体碳的平均含量为588.57 mg/kg。随着土层深度的增加,土壤植硅体碳含量呈降低趋势,表聚效应明显。林型和林龄对兴安落叶松林土壤植硅体碳具有一定影响,兴安落叶松林不同林龄阶段土壤植硅体碳含量呈现先增后减趋势,不同林型兴安落叶松林土壤植硅体碳含量大小依次为杜鹃-兴安落叶松林>杜香-兴安落叶松林>草类-兴安落叶松林。（5）大兴安岭林区表层土壤（0-20cm）总有机碳储量为99.32t/hm2,各组分（非保护、物理保护、物理化学保护、化学保护）有机碳储量分别为44.69、6.35、5.88、21.75 t/hm2,分别占土壤总有机碳的44.99%、6.39%、5.92%、21.90%;土壤植硅体碳储量为0.59 t/hm2,占土壤总有机碳储量的0.6%。兴安落叶松林0-40cm土壤总有机碳储量为218.47 t/hm2,各组分（非保护、物理保护、物理化学保护、化学保护）有机碳储量分别为155.95、11.35、3.90、28.12 t/hm2,分别占土壤总有机碳储量的71.38%、5.19%、1.79%、12.87%;土壤植硅体碳储量为2.13 t/hm2,占土壤总有机碳储量的1.0%。不同林龄、不同林型间土壤有机碳组分储量存在一定差异。