黄土高原是我国乃至全球水土流失最为严重的地区,也是全球植被建设成效最显著的地区。系统评估植被恢复过程中多种生态功能的变化特征,成为新时期黄土高原地区植被功能提升与可持续发展的关键。本研究针对黄土高原地区植被建设需求,以退耕后不同植被恢复类型（人工乔木、人工灌木、撂荒草地）为研究对象,通过野外调查采样（267个样点）和文献数据整合（537个样点）,构建了植被和土壤固碳量、植被持水量、土壤水储量以及水土保持量为主的数据库,系统研究了植被恢复过程中碳汇功能、生态水文功能和水土保持功能的变化特征及区域分异规律,揭示了生态功能的恢复力及驱动因素,并探讨了植被恢复对该区文化服务的影响,提出人工植被功能提升策略与优化管理措施,以期为黄土高原地区植被可持续经营管理提供科学依据。主要结论如下:（1）黄土高原植被恢复显著增加了植被固碳量和0-200 cm的土壤碳储量。平均而言,植被固碳量和土壤碳储量分别比农田显著增加了74.44%和41.29%。对于不同的植被类型,刺槐人工林的植被固碳量和土壤碳储量的增幅效果最高,分别为108.27%和68.65%。植被恢复对植被固碳量和土壤碳储量的改善效果均随恢复年限和降雨量的增加而增加。草地的土壤固碳速率高于乔木和灌木,且在0-20 cm的土层中更为明显。植被恢复在增加植被固碳量的同时也会显著增加土壤碳储量。此外,植被恢复过程中浅层与深层土壤碳储量呈显著的正相关关系,0-100 cm的土壤碳储量每增加1 Mg C ha-1,100-200 cm的土壤碳储量相应地增加0.21 Mg C ha-1。（2）黄土高原植被恢复显著减少了坡面的水土流失量,与调节径流量相比,植被在减少泥沙量方面更为有效。植被恢复后,坡面径流量和泥沙量分别显著减少了72.38%和80.76%。对于不同的植被类型,沙棘灌木林对径流量的控制效果最优,而不同植被物种对泥沙量的控制效果没有显著差异。植被控制径流量和泥沙量的效果随恢复年限的增加而增加。同样,在降雨量大于550 mm的地区,植被在减少径流量和泥沙量方面具有最大的效益。然而,植被对径流量和泥沙量的控制则随坡度的增加呈现先升高后降低的趋势,其中,径流量和泥沙量的拐点分别为22°和25°。年均径流量和泥沙量与植被盖度、植被生物量、土壤有机碳含量以及土壤水分含量呈负相关关系,而与土壤容重、黏粒和粉粒呈正相关关系。此外,植被在减少泥沙量的同时也会调节地表径流量,且草地是优化干旱半干旱地区土壤侵蚀控制与地表水资源之间权衡关系的最佳选择。（3）黄土高原植被恢复增加了植被的持水量,但消耗了0-500 cm的土壤水储量。整体而言,乔木、灌木和草地0-500 cm的土壤水储量分别比农田降低了17.41%、20.47%和7.21%,且植被对深层土壤水储量的消耗程度最严重。对于不同的植被物种,刺槐乔木林和柠条灌木林对土壤水储量的消耗程度最高。一般而言,随着恢复年限的增加,植被的持水能力增加,同时也增加了土壤水储量的消耗。此外,乔木和灌木对土壤水储量的消耗速率显著高于草地,特别是深层土壤水储量的消耗。根据不同植被类型的土壤水储量随降雨梯度的变化特征,在降雨量大于550 mm的地区,可以种植人工乔木和人工灌木,而在降雨量小于450 mm的地区,草地是最优的恢复方式。（4）与地带性顶级植被相比,黄土高原人工植被生态多功能的平均恢复程度通常不足60%。植被恢复增加了区域碳汇功能和水土保持功能的恢复力,但造成了储水能力的退化。碳汇功能和水土保持功能的恢复力指数均随恢复年限的增加而增加,而储水功能的恢复力指数则呈降低的趋势。但与乔木和灌木相比,草地储水功能的恢复力具有较强的可持续性。此外,在降雨量大于550 mm的地区,植被多种生态功能的恢复力最高。（5）黄土高原植被恢复显著提升了审美、身心健康、社会关系和地方感等文化服务。对于不同类型的文化服务,居民感知最强烈的是审美服务,但生态恢复并未提高居民对宗教信仰和文化遗产的认知度。性别、年龄、教育程度、职业和收入是影响文化服务的主要因素,性别和年龄因素尤为关键。男性对文化服务的感知程度高于女性,尤其是在审美、地方感和社会关系方面,而年长的居民对身心健康服务、教育和科学的价值的认知更高。此外,区域景观特征也是影响文化服务的重要因素,林地在提供文化服务方面比其他景观类型发挥着更重要的作用。