在我国干旱、半干旱和部分半湿润地区的沙区，风沙危害长期威胁着当地的环境健康、社会生产和经济活动。近60年来，国家相继在以上地区实施了大规模以人工植被建设为主的植被恢复措施和工程。实践证明，这些地区的植被恢复有效遏制了沙漠化的发展，缓解了风沙危害，促进了局地生境的好转，同时也促进了生态系统中土壤碳的固定。在此过程中，实施了恢复措施的沙地（共和、毛乌素、浑善达克、科尔沁和呼伦贝尔沙地）和沙漠周边（塔克拉玛干、古尔班通古特、巴丹吉林、乌兰布和、腾格里和库布齐沙漠），形成了一批具有不同恢复年限、采用不同模式的人工植被区，使研究长时间序列上植被恢复对土壤碳变化的影响成为可能。分析沙区不同区域土壤碳变化的程特征和趋势及其影响因素，有助于我们更好的认识植被恢复对荒漠生态系统土壤环境的深刻影响。　　本文的研究从区域和局地两个方面展开。首先，以针对我国主要沙区植被恢复对土壤碳变化影响的个案研究为数据源，收集植被恢复前后土壤碳的数据，量化了我国主要沙区植被恢复后土壤有机碳变化的特征和趋势;分析了恢复年限、气候区、恢复前土地类型、恢复方式和恢复采用的物种类型的不同对土壤有机碳变化的不同影响，确定了土壤有机碳与恢复时间、降水、温度、土壤性质的数量关系。其次，以沙坡头不同年代固沙区为研究对象，探明了植被恢复过程中土壤有机碳、无机碳和根源碳各组分的变化，明确了植被恢复过程中与土壤中碳同步变化的主要植被和土壤特征。　　本文主要结果如下:　　(1)我国主要沙区植被恢复过程中土壤有机碳含量的平均变化量、年变化量和相对变化率分别为1.91gkg-1，0.129gkg-1y-1和17.5％y-1，其中，0-20cm的分别为2.31gkg-1，0.153gkg-1y-1和21.5％y-1，＞20cm深度的分别为1.14gkg-1，0.0832g kg-1y-1和9.82％y-1。植被恢复对土壤有机碳积累具有明显的促进作用，且表层增速更大。　　(2)在所有深度，浑善达克沙地土壤有机碳含量的平均变化量最大，为4.58g kg-1，科尔沁沙地的最小，为0.422g kg-1;年变化量最大的是呼伦贝尔沙地的0.388g kg-1y-1，最小的是古尔班通古特沙漠的0.0335g kg-1y-1;呼伦贝尔沙地的相对变化率最大，为68.6％y-1，最小的是库布齐沙漠的6.82％y-1。　　(3)随着植被恢复年限的增加，土壤有机碳含量变化量逐渐增加，并在11-15年间达到一个较高的值;此后，0-20cm的变化量小幅下降后回升到11-15年较高值的水平，而＞20cm的变化量表现为持续缓慢降低。在恢复年限大于40年后，所有深度的变化量均迅速增加。年变化量在恢复初期开始下降，在11-15年间回升到初期水平，随后持续下降，大于40年后增加。相对变化率总体表现为随恢复年限增加而下降的趋势。　　(4)半湿润区具有最大的有机碳含量变化量和年变化量，干旱区均最小;干旱区的相对变化率最大，半湿润区最小。恢复后，流动沙地与退化草地0-20cm的变化量相当，＞20cm的小于后者;流动沙丘的年变化量低于退化草地，相对变化率高于退花草地。恢复后，人工措施的变化量和年变化量小于封育，但相对变化率二者相当。采用草本恢复后变化量和0-20cm年变化量最大，灌木加草本组合的＞20cm年变化量和各深度相对变化率均最大。　　(5)随着沙坡头固沙区恢复年限的增加，浅层和深层土壤有机碳密度均增加，但浅层增速更大，导致浅层比例增加（流沙的14.3％到1964年固沙区的30.4％）而深层比例降低（流沙的64.8％到1964年固沙区的51.6％）;浅层和深层的无机碳密度有不显著的小幅增加，且深层增速较大，浅层和深层无机碳比例增加。浅层根系碳密度增加，深层根系碳密度先增加后减少。　　(6)植被特征中，灌木各属性对土壤碳和根系碳的影响最大，且随着恢复年限增加，对深层土壤的影响减弱;土壤粒径，氮、磷和土壤水分特征影响土壤碳和根系碳的分布。