土壤有机碳(SOC)库地球陆地表面碳库主要组成部分,也是土壤肥力、土壤持水性、土壤生物活性等土壤性质的重要基础。退耕还林是我国近年来防止土壤退化、生物多样性丧失,促进碳固持的重要措施。量化研究退耕还林对于SOC数量和组成的影响对于阐述SOC的稳定机制具有重要意义。本研究选取东北平原造林年限为6年,12年和25年的林地,以林地周围的农地作为对照,分析了退耕还林对剖面土壤SOC含量的影响,利用Daubechies离散小波变换,分析了退耕还林后剖面土壤SOC和全N分布的变化,利用稳定同位素分析和裂解气谱质谱技术,重点研究了林地植被碳进入SOC库的途径以及退耕还林后SOC组成的变化。主要结论如下：(1)退耕还林初期,SOC含量降低,随着造林年限的延长,SOC含量增加。退耕还林6年和25年,0-60cm土层土壤全N含量降低。退耕还林对于SOC和全N的影响主要发生在0-60cm土层,底层土壤(>60cm)的变化较小。25年造林后,0-60cm土层土壤C/N增加,说明了SOC的分解程度降低。造林对于SOC的影响不仅与林地植被碳的投入有关,也受原农地SOC矿化的影响。冲积土的成土过程以及较粗的质地可能使得SOC,N的分布受层次影响显著。(2)在6年林地,退耕还林对于各尺度下剖面SOC含量的分布影响不显著,10cm尺度下农地和林地SOC含量显著变化的位置均在土层80cm左右。在12年林地,退耕还林对于10和40cm尺度下SOC含量的分布影响显著,在25年林地,退耕还林对于20和40cm尺度下SOC含量的分布影响显著。在6年林地,退耕还林对于剖面N含量的分布影响不显著,10cm尺度下农地和林地N含量显著变化的位置均在土层60cm左右。在12年林地,10,20和40cm尺度下N含量差异显著的位置在土层100cm以下。在25年林地,退耕还林对于10和20cm尺度下N含量的分布影响显著。(3)退耕还林降低了6年林地<2.5g cm-3密度组分SOC的含量,增加了25年林地<2.0g cm-3密度组分SOC的含量。退耕还林对于土壤密度组分质量,SOC和N的分布影响不显著。源于林地植被残体的C先进入到低密度组分,然后由低密度组分迁移至高密度组分。在这个过程中,SOC的分解程度增加。少部分林地残体C可以快速的吸附或者扩散到矿物颗粒表面。高密度组分中的农地C分解速率低于低密度组分中的农地C的分解速率。不同密度组分中C的固持和矿化速率的差异说明,微团聚体保护作用以及有机质和矿物的相互作用,对于退耕还林系统中的C固持具有重要的影响。(4)退耕还林影响SOC的分子组成。SOC的分子组成与植被的分子组成相关性不显著。12年林地表层土壤的术质素类化合的丰度,高于6年林地表层土壤的木质素类化合物丰度。可能是受林地的残体投入量增加,而木质素的分解速率受抑制的影响。12年林地和25年林地的SOC分解程度较低。而25年林地的参照农地(5-10cm),SOC受土壤耕作影响,主要由分解程度较高的植被残体和微生物代谢产物组成,同时受植被燃烧的影响。