包括青藏高原在内的高海拔及高纬度地区对全球变化响应敏感，被列为全球变化“碳-气候-人类”系统的热点研究区。祁连山位于青藏高原北缘、河西走廊南侧，近年来经历着气候变化和人为干扰（主要为造林及以间伐为主的营林活动）的双重影响:1960年以来，祁连山区年均气温升高了0.29℃/10a，高于全国及全球同期水平;1989-2009年间，造林面积由43.6万公顷增加至57.96万公顷，增幅达33％。这些剧烈的变化已经对区域植被的生长及格局产生显著影响，进而必将对土壤有机碳的固存产生重要影响。土壤有机碳作为陆地生态系统碳循环的关键组分及最大的碳库载体，其动态变化会对区域碳平衡产生重要影响。然而，目前关于土壤有机碳对气候变化及造林、间伐等典型人为干扰活动响应及机制的认识还不深入，且鲜有研究对其进行系统和定量的评估。　　本研究针对祁连山区生态恢复建设的实际需求及生态学、土壤学的热点问题，采用样地调查、野外模拟增温实验与室内分析相结合的方法，研究了祁连山区典型植被土壤有机碳对气候变化及造林、间伐的响应，并结合相关的碳循环过程对其响应机制进行了探讨。主要开展了以下四个方面的研究:以典型流域为单元，采用样方调查法研究了典型植被土壤有机碳储量及空间分异特征;采用海拔梯度差增温的方式研究了典型植被土壤有机碳及碳循环过程对气候变化的响应;基于空间替代时间法，研究了不同造林年限对土壤有机碳及相关生态过程的影响;采用样方调查法研究了不同间伐强度对土壤有机碳及碳循环过程的影响。主要结论如下:　　(1)典型植被土壤有机碳储量及空间分异特征。研究流域土壤有机碳储量随坡向、植被及海拔存在较大变异，0-50cm土壤有机碳密度最高为31.09kg m-2，最低为9.50kg m-2。青海云杉林和草地是流域内分布最广的植被类型，0-50cm土层青海云杉林及草地土壤有机碳储量分别占流域土壤有机碳总储量的55％和25％。青海云杉林0-50cm土壤有机碳密度平均达23.7kg m-2，高于其它温带森林，表现出较强的固碳能力。青海云杉林土壤有机碳储量随海拔的升高而增加。研究区青海云杉林地形条件相似，土壤母质相同，主要区别在于海拔梯度引起的温度、降水等气候条件的差异，且随着海拔的降低，温度升高而降水量降低。因此，在温度升高而降水量降低的气候变化条件下，青海云杉林土壤有机碳储量将表现出降低趋势。　　(2)典型植被土壤有机碳及碳循环过程对气候变化的响应。青海云杉林增温实验表明，在温度升高、降雨量降低的气候变化条件下，土壤呼吸及凋落物分解速率均显著增加，即增温后，土壤碳的排放量增加而输入量降低。这一结论佐证了青海云杉林土壤有机碳储量随海拔变化的关系。草地增温实验表明，增温后草本生物量显著增加，而土壤有机碳含量呈降低的趋势。BIOLOG微平板法及磷脂脂肪酸法分析表明，增温提高了土壤微生物代谢能力及多样性。土壤微生物代谢能力及活性的增加将提高土壤呼吸速率，促进土壤碳排放。因此，增温后土壤有机碳含量的降低很可能是因为土壤呼吸速率的增加，并超过土壤碳输入部分的增加量的缘故。此外，增温提高了真菌在土壤微生物群落中所占比例。由于真菌的碳同化率较高，且细胞壁较难分解，真菌在土壤微生物群落中所占比例的提高将使土壤呼吸对增温产生适应性，从长远来看有利于土壤有机碳的积累。　　(3)造林对土壤有机碳及相关生态过程的影响。造林（密度为2833-2967棵ha-1）显著提高了0-70cm土壤有机碳储量，且随着年限的延长，土壤有机碳储量呈显著增加的趋势。造林后土壤有机碳储量的增加，一方面是因为凋落物产量的增加，另一方面是因为青海云杉林形成的凋落物较难分解，导致土壤有机碳输入量增加的缘故。造林后土壤C∶N值升高。土壤C∶N值是指示土壤固碳能力的重要指标，土壤C∶N值升高不利于土壤有机碳分解，在一定程度上促进了土壤有机碳的累积。造林后，下层土壤含水量没有显著变化，而上层土壤含水量呈显著增加的趋势。土壤旱化限制祁连山等干旱区山地人工林稳定的最主要因素，特别是当造林密度过大时。研究表明，在干旱区山地造林，只要选择合理的造林密度，人工林是可以在充分发挥固碳功能的同时实现可持续发展。　　(4)间伐对土壤有机碳及碳循环过程的影响。间伐（强度为20％及40％）显著提高了青海云杉人工林（造林密度为4500棵ha-1）土壤呼吸速率，且随着间伐强度的增加，土壤呼吸速率及土壤呼吸对温度的敏感性(Q10)均呈增加趋势;间伐后表层土壤温度的升高是导致土壤呼吸速率增加的主要原因。随着间伐强度的增加，林下植被由苔藓逐渐演变为草本。由于草本形成的凋落物较苔藓更易分解，间伐后林下植被组成结构的改变将影响表层土壤有机碳组成，使得土壤呼吸对温度的敏感性升高，在一定程度上也促进了土壤呼吸速率的提高。间伐显著降低了青海云杉人工林0-70cm土壤有机碳储量;随着间伐强度的增加，土壤有机碳储量呈显著降低的趋势。土壤有机碳储量的降低缘于凋落物产量降低及土壤呼吸增加的共同作用。间伐显著提高了青海云杉人工林0-70cm土层储水量，且随着间伐强度的增加，土壤储水量呈显著增加的趋势。这对于维持青海云杉人工林稳定健康具有十分重要意义。