草地生态系统土壤有机碳、氮在全球碳、氮生物地球化学循环中扮演重要角色。评估草地土壤有机碳、氮含量并了解其控制因素对管理和改善易退化草地至关重要。北方农牧过渡带具有生产和生态双功能,蕴藏着丰富的草地资源,是中东部地区的生态保护屏障。然而,气候变化和人类活动导致生态环境日益脆弱,草地生态系统恢复成为重要问题。本论文以北方农牧过渡带草地生态系统为研究对象,基于广泛的野外调查和多种统计方法分析土壤有机碳、氮的空间分布特征。探讨土壤有机碳、氮与气候因素（温度和降水）、生物因素（植被盖度、植被高度、物种丰度和香农-威纳指数）、土壤物理因素（土壤质地、比表面积和含水量）、土壤化学因素（无定形铝和铁、p H、总硫和总磷）和人类活动强度之间的关系。在此基础上,采用结构方程模型定量分析环境因素对土壤有机碳、氮的影响。最后,结合实测数据、文献收集数据和全国第二次土壤普查数据,分析北方草地土壤碳氮计量及土壤有机碳、氮密度分布特征,并计算土壤有机碳、氮储存潜力。研究结果为理解气候变暖和人类活动影响背景下北方农牧过渡带土壤有机碳、氮及全球碳、氮循环响应特征提供重要参考和数据资料。主要研究结果表明:（1）北方农牧过渡带草地生态系统土壤有机碳空间分布呈西部低,中部、东北部高的趋势,与降水分布特征一致。土壤氮空间分布呈中部高,西部、东北部低的趋势,研究区域东北部受人类活动和气候等因素影响,土壤氮出现损失。（2）土壤有机碳、氮剖面分布受土壤物理因素和土壤化学因素影响。随土壤深度增加,土壤物理因素和土壤有机碳、氮的相关性呈降低趋势,而土壤化学因素和土壤有机碳、氮的相关性呈增加趋势。深层土壤有机碳、氮储量潜力较大。（3）土壤物理因素（土壤质地和土壤比表面积）、土壤化学因素（土壤无定形铁、土壤无定形铝和土壤总硫）、人类活动强度和气候因素（年平均温度）是影响土壤有机碳变化的主要因素。土壤化学因素（土壤无定形铁、土壤无定形铝和土壤总硫）和生物因素（植被盖度）是影响土壤氮变化的主要因素。不同土壤深度有机碳、氮变化的主要影响因素存在差异。（4）研究区域土壤碳氮比值为2–23,呈中间高、西部低的空间分布特征,与区域植被、气候及人类活动相关。中部和东北部区域土壤有机碳、氮密度较高,土壤有机碳、氮密度变化均值分别为0.70 kg C m–2和0.10 kg N m–2。土壤有机碳、氮储量为别为792.55 Tg C和83.41 Tg N。现实土壤有机碳、氮储存潜力分别为406.96 Tg C和54.96 Tg N。总的来说,近40年来研究区域土壤发挥碳汇和氮汇作用。