土壤碳库是地球表层系统最大的碳库,土壤有机碳的稳定性及其碳汇增加是目前国际上公认的减缓大气CO2浓度上升的重要途径之一。天山山麓是干旱区生态系统和荒漠生态系统的交界带,为自然环境变迁的敏感区域。由于受人为活动影响较小,该区域土壤有机碳的研究具有重要的区域环境变迁指向意义。依托新疆维吾尔自治区重点实验室绿洲生态实验室开放课题的资助,本文综合运用多学科的理论与技术,系统研究了中天山北坡土壤有机碳的空间分布特征。以乌鲁木齐河流域为重点研究区,在土壤类型、分布特征等全面调查的基础上,选择了119个典型剖面,系统采集了土壤样品并测试了土壤有机碳、易氧化有机碳、全氮、全磷、全钾,CaCO3含量和pH、容重、土壤颗粒组成等指标,揭示了土壤有机碳赋存的空间差异性,并计算了其密度与储量。通过系统研究,本文得出下列结论:1.中天山北坡垂直带土壤有机碳的剖面平均含量为26.88 g/kg,其中土壤表层有机碳含量为11.43 g/kg,为总剖面含量的42.5%,而且各土壤类型有机碳分布的空间异质性较大;中高海拔区因水热组合条件较好,土壤有机碳相对富集。2.土壤有机碳密度与土壤有机碳含量的分布趋势一致,且土层越深厚,其密度越大,有机碳的含量也越高;土壤表层和剖面平均密度分别为13.95 Ckg/m2和46.91 Ckg/m2,表层占剖面的29.4%,土壤类型对土壤有机碳密度的控制性最为明显。3.土壤有机碳储量的计算结果表明,研究区土壤剖面总储量为7452.98×104t,各土壤类型储量差异较大,表层总储量为2335.75×104t,表层储量占总储量的31.34%,土壤表层是土壤有机碳的主要储存层次;亚高山草甸土的储量最大,山地灰褐色森林土次之,两者合计占到研究区土壤有机碳总储量的62.20%,为研究区的主要有机碳存储区域。4.引入土壤丰度比指标,评价了不同类型土壤的有机碳存储能力,揭示了土壤有机碳垂直地带性差异分布的机理。计算显示山地黑钙土的土壤有机碳存储能力最强,其剖面土壤有机碳丰度比为20.91,表层土壤有机碳丰度比为24.50。5.研究区内土壤类型多样,受环境差异性影响,土壤肥力与土壤类型和垂直地带性密切相关:山地灰褐色森林土和山地黑钙土的土壤肥力最高,亚高山草甸土和高山草甸土次之,山地栗钙土和山地棕钙土最低。6.针对研究区垂直高差大(海拔790-4200m)和山区小气候变化明显的特点,首次引入大陆度的概念,以揭示局部气候因素对土壤有机碳分布的影响作用,这对研究山地条件下土壤有机碳赋存机理有较大的理论价值。