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由于气候变化和人类活动,大气中二氧化碳（Carbon dioxide,CO2）含量排放增加严重。森林土壤是森林生态系统碳循环的主要碳库,其土壤有机碳密度和碳储量反映了森林生态系统的碳汇能力。提高森林土壤有机碳密度和碳储量是从人为排放中吸收CO2的有效途径。大兴安岭（Greater Khingan Mountains,GKM）林区是我国最大且集中连片的国有林区,土壤有机碳储量巨大,对气候变化敏感。研究土壤有机碳密度动态和驱动因素对于制定森林管理政策至关重要,可为大兴安岭林区的固碳潜力和生态功能恢复提供科学依据和理论指导。目前关于大兴安岭林区土壤有机碳密度的研究多集中在局部区域,对大兴安岭林区整体区域进行长时间序列的动态分析和未来气候情景下的变化研究较少,土壤有机碳密度动态及其驱动因素仍然存在很多不确定性。本文通过大量的实测数据,结合提取的归一化植被指数（Normalized difference vegetation index,NDVI）,分别估算了不同时间（1980年、2010年和2020年）大兴安岭林区表层（0～20cm）土壤有机碳密度,并在时空尺度上分析了土壤有机碳密度的驱动因素。进而研究了不同类型和不同强度的干扰对大兴安岭林区表层土壤有机碳密度的影响。最后分析了在不同气候情景下,未来2050s和2090s大兴安岭林区表层土壤有机碳密度动态。在区域尺度验证了大兴安岭林区表层土壤碳库作为碳汇的假设。研究的主要结果和结论如下:（1）大兴安岭林区表层土壤有机碳密度在空间分布上差异较大(1.22～28.22 Kg C m-2),总体随着海拔梯度上升而下降。落叶阔叶林的土壤有机碳密度最高,其次为落叶针叶林和针阔混交林。空间差异的主要影响因素为年平均温度,其次为年均降雨量和海拔。在不同林型中,土壤有机碳密度与气候变量和林下植被物种多样性显著相关（P＜0.05）。在不同海拔梯度中,土壤有机碳密度随着海拔梯度的增加,林下植被物种多样性的对土壤有机碳密度的空间变化的影响降低,气候变量的影响增加,其中年均降雨量和生长季降雨量影响最大,其次为年均温度和生长季温度。（2）大兴安岭林区表层土壤有机碳库为碳汇的功能。基于实测数据,三个时期表层土壤有机碳密度（1980年,2010年和2020年）分别为7.50±0.29 kg C m-2、9.15±0.36kg C m-2和10.57±0.98 kg C m-2,三个时期表层土壤有机碳储量分别为1.77±0.06 Pg C(Pg=1015g)、2.16±0.08 Pg C和2.50±0.23 Pg C。在1980年,2010年和2020年,大兴安岭林区表层土壤有机碳密度显著增加,平均增加速率分别为0.17±0.07 kg C m-2yr-1和0.14±0.05 kg C m-2 yr-1（P＜0.05）。基于NDVI估算得出2010年和2020年大兴安岭林区表层土壤有机碳密度分别为11.60±0.0001 kg C m-2,14.17±0.0001 kg C m-2,平均增加速率为0.32±0.0001 kg C m-2 yr-1（P＜0.05）。大兴安岭林区表层土壤有机碳密度的增加在空间分布上差异较大,土壤有机碳密度的增加主要集中在大兴安岭林区中部和南部。大兴安岭林区北部主要为落叶针叶林,中部和南部多为落叶阔叶林和针阔混交林,表明相对于针叶树种,阔叶树种的表层土壤有机碳积累速率较快。（3）大兴安岭林区表层土壤有机碳密度动态的驱动因素,在基于样点调查和NDVI模拟的两种方法估算的土壤有机碳密度动态中,受降水的影响均大于温度的影响。在气候暖干化背景下,表层土壤有机碳密度的变化与温度的关系不再稳定,更容易受到水分变化的限制。不同火干扰强度对表层土壤有机碳含量的影响不同,轻度火干扰后,土壤表层有机碳含量显著增加,土壤氮的有效性增加,而总磷和总钾含量均下降。中度和重度火干扰恢复10年和4年后,土壤中的养分仍未恢复到初始水平。渐伐和皆伐对表层土壤有机碳含量影响不同,具体表现为:渐伐显著提高了0～10cm土壤碳氮含量（在0～10cm土壤碳氮含量分别增加了27.13%和23.76%）,促进了表层土壤有机碳积累和土壤养分的有效性。皆伐则引起土壤中有机碳和养分的流失,0～10cm土壤碳氮含量分别显著减少了18.03%和7.70%。（4）基于随机森林、梯度提升树和邻近分类算法的结合策略加权模型,分析在未来不同气候情景下,2050s和2090s,大兴安岭林区表层土壤有机碳库整体是碳汇,其中在ssp126情景下,表层土壤有机碳密度增加幅度最大,在ssp585情景下增加最少,即低排放情景可以促进表层土壤有机碳的积累。但在空间上表层土壤有机碳密度在大兴安岭林区北部下降范围较大,表现为碳源。2050s的表层土壤有机碳密度的增加高于2090s,即在只考虑气候变化的背景下,大兴安岭林区表层土壤碳库的固碳潜力可能在植被固碳能力大幅上升后达到一个最大值,此后逐渐下降。在随机森林预测模型中,大兴安岭林区表层土壤有机碳密度受年均降雨量的影响最大,在未来气候暖干化下,表层土壤有机碳的固碳能力会受到水分抑制。