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黄土高原地区生态环境的核心问题之一是由人类活动所导致的土壤侵蚀、退化及贫瘠化问题。安塞国家野外试验站从上世纪六十年代在该区域开始了大规模植被恢复建设，目前已形成了不同恢复阶段的人工乔木林、灌木林及撂荒草地等植被恢复类型和样地。本研究以不同恢复年限的刺槐林、沙棘林、柠条林及天然草地土壤为对象，对土壤有机碳库组分含量及其固定机制进行了研究，分析了植被恢复后土壤有机碳库组分的时空变化规律，并探讨了不同土地利用下的深层土壤碳组分的剖面特征，为评估该地区不同植被恢复类型的土壤固碳效应提供科学依据。主要结论如下：（1）总有机碳（TOC）、易氧化有机碳（OC）及黑碳（BC）的结果相似，表现为：含量仅在0–20cm土层显著降低。它们的含量在退耕10a后随退耕年限显著增加，沙棘林的土壤增汇效应最显著。不同退耕方式对比结果表明，沙棘林表层（0–10cm）土壤OC含量、TOC和BC含量及贮量最高，柠条林和撂荒地下层土壤OC含量、BC和TOC含量及贮量随着退耕年限逐渐增加，20a时显著高于沙棘林和刺槐林。此外，土壤OC、BC与TOC之间存在极显著正相关关系，0–20cm与0–100cm土层TOC和BC贮量呈极显著正相关关系，0–20cm土层TOC和BC贮量随退耕年限呈线性增长趋势。（2）易氧化有机碳第一组分（C1）含量仅在0–20cm土层下降显著，且恢复年限越久下降幅度越大。表层（0–10cm）土层C1和易氧化有机碳第二组分（C2）含量退耕10a后开始显著增加，沙棘林土壤C1和C2含量随退耕年限增长最快。不同退耕方式C1含量对比结果表明，沙棘林表层土壤C1含量始终最高，柠条林和撂荒地下层土壤C1含量退耕20a时显著高于沙棘林和刺槐林。土壤碳库管理指数（CMI）在退耕20–30a开始显著增大，且沙棘林表层CMI在退耕5a、10a、20a均最高。相关性分析表明，C1与C2极显著正相关，且C1与OC和TOC之间显著正相关。（3）0–10cm土层水溶性有机碳（WSOC）含量最高，WSOC/TOC则表现为随土壤深度显著增大。0–20cm土层WSOC含量在退耕10a后开始显著增加，沙棘林0–10cm土层WSOC含量增加最快。不同退耕方式WSOC对比结果表明，沙棘林0–20cm土层WSOC含量在退耕10a和20a时均最高，且其10–50cm土层WSOC/TOC在退耕20a时最大。相关性分析表明，土壤WSOC与TOC极显著正相关，柠条和沙棘林WSOC与TOC相关性最强，其次为刺槐林，撂荒地最小。（4）微生物量碳（MBC）含量仅在0–20cm土层显著下降。坡耕地退耕10a后，柠条林、沙棘林和刺槐林0–10cm土层MBC含量显著提高，沙棘林土壤MBC含量随退耕年限增长最快。各退耕方式0–20cm土层土壤微生物熵均高于坡耕地。不同退耕方式MBC对比结果表明，沙棘林MBC含量在退耕5a和20a时最大，柠条林和撂荒地下层土壤MBC含量随退耕年限变化显著。土壤MBC与TOC显著正相关。（5）土层深度对C1、C2和C4影响显著，C1和C2在0–0.2m土层显著降低，在0.2m土层以下变化不显著。天然草地的C1和C2含量在0–0.6m土层最高，人工草地C1和C2含量在1.5–5.0m土层最高，天然草地和沙棘林能显著提高1.5–5.0m土层的C4含量。天然草地0–0.4m土层的SOC活性系数和CMI值均最高。综上，土地利用方式显著影响易氧化有机碳组分的垂直分布，天然草地、乔木和灌木可作为提高SOC活性与质量、维持黄土高原地区碳平衡的理想土地利用方式。