自从工业革命以来，大气中CO2的浓度不断上升，已经从工业革命前的279ppm增加到现在的大约400ppm。根据不同的情景预测，2100年大气中CO2浓度将达到540-970ppm。伴随着大气CO2浓度的升高，全球地表温度也在不断升高，由于大气CO2浓度升高所引起的气候变化已成为不争的事实。　　土壤碳库大约为2500Pg，其中有机碳库大约为1550Pg，其碳储量约为大气碳库的2倍，为生物量碳库的2.8倍。如此巨大的碳储量，其任何微小的变化都可能引起大气中CO2浓度的变化从而影响气候变化。　　自20世纪90年代以来，我国陆续实施了若干林业工程，营造了世界上面积最大的人工林。森林能够通过将大气中的碳固定到植被和土壤中来缓解气候变化，而我国如此大面积的造林必将对土壤碳库产生巨大的影响。然而以往有关森林碳汇的研究大多集中在植被固碳方面，对于土壤有机碳(SOC)的研究较少。已有的针对土壤有机碳的研究也大多是小范围的野外取样，鲜有采用统一方法在大尺度上进行土壤样品采集的研究。另外，现有的针对区域或全球尺度下造林后土壤有机碳变化的研究大多为针对文献数据的定性分析，如果能够找到一种准确有效的方法来对我国林业工程实施后土壤碳汇进行定量的评估，则能够帮助人们更准确地评价林业工程的实施对缓解气候变化的贡献。　　对黑龙江，吉林，辽宁，河北，新疆和青海六省（自治区）117个样点进行了野外土壤样品采集和实验室分析，获得造林后土壤有机碳变化的实测数据;通过文献调研，获取了来自全球24个国家的929组数据（造林地和对照样地）。通过对实测数据和全球文献数据的统计分析，建立了估计土壤容重的统计模型，研究了造林后土壤有机碳的变化规律及其影响因素。基于全球文献数据，构建了造林后表层土壤(0-20cm)有机碳积累变化模型和基于土壤深度的比例系数模型。利用建立的模型及1991-2010年全国各县历年造林面积，模拟估计了1991-2010，2011-2030和2030-2050年中国林业工程土壤碳汇。　　主要结果为:　　(1)广泛用于容重模拟的Adams方程不适用于我国东北和西北地区造林/再造林地土壤容重的预测。根据RMSE（均方根误差），MD（平均偏差），EF（模型效率）和R2（决定系数），发现使用土壤pH对Adams方程进行修正能够极大地提高其模拟的效果;对指数模型和根号模型进行pH修正亦能很好地模拟土壤容重。另外，采用单一模型能较好地模拟估计全球文献数据中缺失的土壤容重。　　(2)造林/再造林能显著影响SOC储量，且影响深度至少能够达到60cm。不同深度土壤有机碳变化显著相关，20-40cm土壤有机碳的变化量是0-20cm变化量的0.59倍，20-60cm土壤有机碳的变化量与0-20cm的变化量相仿。　　(3)造林年限、土壤特性、气候条件和树种决定造林地土壤有机碳的变化。造林初期土壤有机碳总体呈减少趋势，随后逐渐增加，达到并高于造林前状态;黏粒含量较高且初始有机碳含量较低的土壤有利于造林地土壤有机碳的增加;较高的降水有利于促进造林地土壤有机碳的积累;灌木造林的土壤有机碳积累速率高于针叶林，针叶林土壤有机碳积累速率高于阔叶林。　　(4)利用全球文献调研数据，建立了造林后表层土壤(0-20cm)有机碳变化模型和深层土壤有机碳变化模型。前者的主控因子为造林年限，初始土壤有机碳密度和年降水量;后者由土壤深度和表层土壤有机碳变化决定。对模拟值和观测值的回归分析及对模型各验证指标（截距，斜率，R2，RMSE，MD，EF）的检验表明，本研究建立的统计模型能较好地模拟造林后土壤有机碳的变化。　　(5)利用建立的表层土壤有机碳变化模型和深层土壤有机碳变化模型，模拟估计了中国林业工程土壤碳汇。结果显示:造林期（1991-2010年）0-30cm土壤有机碳变化速率为0.38Mg Cha-1yr-1，30-60cm土壤有机碳变化速率为0.20MgC ha-1yr-1;2011-2030年，0-30cm和30-60cm土壤有机碳变化速率将分别达到0.89和0.46MgC ha-1yr-1;2031-2050年SOC增长速率将有所下降，0-30cm和30-60cm土壤有机碳变化速率将分别为0.34和0.18MgC ha-1yr-1。1991-2010年，中国林业工程0-60cm土壤碳汇为1.14(0.62～1.75)Pg，2011-2030年将达到2.63(1.42～4.05)Pg，2031-2050年将达到1.07(0.58～1.64)Pg。1991-2050年，中国林业工程的土壤碳汇估计为4.84(2.62～7.44)Pg。