为分析黄土高原水土流失严重区不同恢复植被类型的固碳特征，比较恢复年限和坡向因素对植被碳汇效应的影响，在陕北黄土丘陵区选取了6种典型植被类型（农地、草地、沙棘、柠条、刺槐和山杨），研究了不同类型的生态系统碳密度及其构成特征。结果表明：①半干旱黄土区植被恢复具有明显的碳汇功能，不同植被组分（地上生物、地下根系和枯落物）碳密度均表现出乔木>灌丛>草地>农地的变化特征。农地0～40 cm土层土壤有机碳密度最低(1355.5 g·m-2)，草地、沙棘、柠条、刺槐和山杨较农地分别增加了91.4%、125.2%、144.0%、124.5%和232.6%。②草地、沙棘、柠条和山杨的不同植被组分碳密度和不同土层（0～5、5～20和20～40 cm）土壤有机碳密度随恢复时间的推移总体上表现出增加趋势。③坡向对农地和草地植被碳密度无明显影响，沙棘、柠条、刺槐和山杨不同坡向间的植被碳密度差异明显。土壤有机碳密度存在明显的阴阳坡差异，农地、草地、沙棘、柠条、刺槐和山杨阳坡土壤有机碳密度分别比阴坡减少了22.9%、34.3%、75.8%、49.1%、22.4%和69.4%。④不同类型的生态系统碳密度差异明显，其中农地最低(2022.1 g·m-2)，草地、沙棘、柠条、刺槐和山杨较农地分别增加了48.7%、152.8%、125.1%、166.3%和530.7%。生态系统各组分碳密度总体表现为：土壤层>地上生物层>根系层>枯落物层。土壤有机碳构成了农地、草地、沙棘、柠条和刺槐碳密度的主体，分别占生态系统碳密度的67.0%、86.3%、59.7%、72.7%和56.5%。研究结果可为黄土高原地区科学管理生态系统碳库和推进生态环境治理提供重要依据。