在黄土高原实施退耕还林工程的陕北安塞县选取典型的不同植被恢复类型，通过实地样地调查、采集土样和室内分析相结合的方法，把安塞县纸坊沟流域内的不同人工林草植被恢复模式下的土壤化学性质、碳组分及化学计量特征进行了对比研究，结果揭示植被恢复与土壤性质变化之间相互关系，为科学评价陕北黄土高原地区退耕还林的植被恢复模式提供了重要依据。主要结论如下：（1）在土壤养分积累方面，不同植被类型的土壤养分变化趋势基本一致，但增加土壤养分含量程度有所不同，不同的植被恢复模式对于土壤全氮、全磷、速效磷、速效钾含量的影响效果差异显著。不同植被的土壤养分含量随深度增加而递减，但土壤深层养分含量趋于稳定。不同的植被恢复模式基本表现为恢复年限较长的要好于恢复年限较短的，乔木植被恢复的效果要好于灌木植被恢复效果，灌木植被恢复效果好于草本植被恢复效果。刺槐在几种不同植被恢复模式中表现出了较好的改良土壤的效果，柠条也有同样的改良土壤的趋势。（2）不同人工植被下土壤砂粒颗粒有机碳含量随土壤深度增加而递减，这和有机碳在土壤剖面的垂直变化趋势一致。其中，不同生长年限的刺槐土壤砂粒颗粒有机碳在浅层含量最高。土壤粘粒有机碳含量均表现为浅层高于深层，这与砂粒有机碳和有机碳的分布趋势一致。其中，0～40cm浅层刺槐、柠条、荒草地粘粒有机碳含量高于其他植被。不同人工植被相比坡耕地均显著提高了0～200cm土层土壤有机碳和活性有机碳含量，增幅顺序为柠条40a>刺槐40a>刺槐30a>刺槐20a>混交林>柠条20a>荒草地>果园，说明人工植被具有提升土壤碳库的效应。从整个剖面的土壤有机碳含量来看，不同人工植被增加的土壤有机碳主要集中在0～40cm浅层，以刺槐40a和混交林效果最佳，果园和荒草地最低。而40～200cm土层有机碳和活性有机碳在30a～40a间才开始显著增加，可见黄土丘陵区人工植被对深层土壤碳库的影响需要一定的时限。同一土层，不同人工植被活性有机碳所占有机碳比例不同。不同人工植被活性有机碳的比例随着土层深度的加深而降低。在0～10cm土层，活性有机碳比例顺序为刺槐40>柠条40>混交林>刺槐30>刺槐20>柠条20>荒草地>果园>坡耕地。（3）对土壤碳储量而言，不同人工植被在不同土层间均表现出碳储量随土层深度的增加而减小的趋势，不同植被之间表层（0~10cm）土壤碳储量显著高于其他土层。0~10cm土层，刺槐40（12.87Mg/hm2）>刺槐30（7.86Mg/hm2）>刺槐20（7.96Mg/hm2）>混交林（10.55Mg/hm2）>柠条40（7.48Mg/hm2）>柠条30（5.12Mg/hm2）>荒草地（3.95Mg/hm2）>果园（3.71Mg/hm2）>坡耕地（3.34Mg/hm2），土壤深层（100~200cm）不同人工植被土壤碳储量所占总储量比例较大，其比例分别为刺槐4（035%），刺槐3（044%），刺槐20（40%），混交林（29%），柠条40（44%），柠条30（42%），荒草地（45%），果园（43%），坡耕地（48%）。总体而言刺槐和柠条在不同土层均表现出了随年限的增加碳储量增加的趋势。对土壤氮储量而言，基本表现出与碳储量相似的土层分布。不同人工植被在不同土层间基本表现出氮储量随土层深度的增加而减小的趋势。不同人工植被在表层的氮储量规律不明显，而土壤深层（100~200cm）不同人工植被土壤氮储量所占总储量比例也较大，其比例分别为刺槐40（39%）、刺槐30（43%）、刺槐20（26%）、柠条40（43%）、柠条30（45%）、混交林（44%）、果园（40%）、坡耕地（42%）、荒草地（49%）。（3）从土壤化学计量比来看，总体上随土层深度的增加C∶N、C∶P、N∶P比值在降低。其中，C∶N比值范围在0.66-16.58，C∶P比值范围在0.4-18.2，N∶P比值范围在0.02-3.8,且各植被类型下土壤C∶N表现出较低比值。土壤C∶N较低表明有机碳具有较快的矿化作用。刺槐林较低的N∶P比值可以推断陕北黄土高原刺槐林的生长可能主要受到了氮素的限制。