黑龙江流域是全球高纬度地区生物多样性保护、碳汇功能维持以及黑土生产力保护的重要区域。过去几十年,该流域的中国部分发生了大规模的草原、湿地和森林向耕地的转变,导致该流域面临一系列的生态问题。另外,由于地处中高纬度,该流域的生态功能在未来气候变化和人类活动干扰的双重压迫下,使得相关问题更加严峻。这一过程中土地利用、植物物种组成及分布、碳汇功能发生的变化及其受未来气候变化与人为干扰影响,亟待在区域水平揭示相关多样性-碳汇功能景观阈值及未来多场景变化趋势。本研究针对黑龙江流域,分析其景观空间格局,评价其景观生态风险的空间分布,量化土地利用驱动的景观特征对植物多样性-碳汇的指示作用及其阈值效应;探究人为干扰与未来气候耦合影响植物多样性-碳汇风险,并在确定关键种适宜性分布影响的基础上,揭示关键种土壤碳汇及养分的种间差异机制;进一步结合未来气候情景下土地利用与植物功能组变化,量化黑龙江流域植物多样性影响及碳汇提升潜力。初步结论如下:（1）黑龙江流域中国部分的土地利用类型主要为森林（46.6%）、农田（26.7%）和草地（19.3%）。景观水平指数中,土地利用面积指数,景观生态风险指数（LERI）,景观破碎化指数（PD和ED）对植物多样性、碳汇以及土壤理化性质差异的解释量最大。各土地利用类型当中,森林、农田以及草地的景观特征对植物多样性、碳汇以及土壤理化性质的解释量最大。森林面积的增加,农田和草地面积的减小,景观生态风险指数的减小以及景观破碎化程度的降低,伴随着植物多样性、生物量碳以及土壤C/N的增加。阈值效应主要表现在森林面积占比、形状指数、聚集性指数、景观多样性和景观风险指数,即:当这些指数高于或者低于阈值时,碳汇和植物多样性发生剧烈变化。相关阈值为:森林面积的16.7%,景观聚集度（AI）的64.1%,分割度指数（DIVISION）应该的0.65,整体上的景观类型丰富度的5种。景观格局的配置和调控可以通过调整森林、农田以及草地的景观格局来实现,今后该区域应继续实施城镇绿化以及防护林建设。（2）土地利用相关的人为干扰可以显著影响本区域植物多样性和碳汇对未来气候的响应。不同气候变化情景下,本区域植物多样性、生物量碳以及总碳储量整体上增加了8%–31%、17%–21%及4%–7%,但是土壤碳氮储量整体上降低2%–5%。局部来看,松嫩平原南部和东呼伦贝尔草原的植物多样性和总碳储量有损失的风险。整个区域生物量碳主要受降雨量影响,几乎没有降低的风险。土壤碳氮储量的降低的风险最高,占整个流域面积的（79.5%–98.4%）。土地利用相关的人为干扰增加了气候变化下植物多样性、生物量碳以及总碳储量损失的风险（增加幅度减小为4%–9%、11%–14%以及3%–6%）,还使得森林分布区土壤碳氮储量的损失风险降低。（3）未来气候条件下本区域关键植物种类发生差异化响应。MaxEnt模型对本研究中16个本区域关键种分布区域模拟显示:白桦、杨树、春榆、落叶松、樟子松主要受到降水的影响,贡献率为12%–43%,而胡桃楸、黄檗、蒙古栎、水曲柳、红松、云杉以及小叶章受到温度和降水的共同影响,贡献率分别为11%–27%和10%–37%。辽东桤木的分布概率受到降水以及森林分布的共同影响,贡献率分别为10%–32%和10%。湿地植物细叶沼柳受到降水、湿地分布以及海拔的共同影响,贡献率分别为29%、19%和13%。未来气候情景下适生区面积减小的关键种有:白桦、蒙古栎、落叶松、细叶沼柳以及小叶章,减小幅度达到20%–50%;适生区面积变化不大的关键种有:水曲柳、春榆以及辽东桤木;适生区增加的关键种有:胡桃楸、黄檗、杨树、红松、云杉以及樟子松,尤其是红松的增加幅度高达350%。地理分布扩张的种有:胡桃楸、黄檗、杨树、红松、云杉;东南移的种有白桦、樟子松、辽东桤木;西北移的种有蒙古栎、小叶章;水曲柳分布区变得分散、春榆东移、兴安落叶松南移、细叶沼柳西移。（4）树种对矿质土壤性质影响存在较大区域差异,而针、阔叶差异的影响存在较大的一致性。14个树种、6个地点研究显示,阔叶林矿质土壤的SOC和TN比针叶林高30-50%,其中团聚体的贡献量占阔叶林矿质土壤SOC和TN增加量的75-77%。造成阔叶林矿质土壤SOC和TN增加的主要原因由于阔叶林矿质土壤中团聚体的数量和稳定性增加从而增强了对SOC和TN的保护。其中:团聚体中SOC和TN浓度增加了30-50%;颗粒团聚体相对质量增加了50%,非团聚体（泥沙黏土组分）相对质量减少了14%。上述针阔叶差异不确定性较低（4.2%）:表现为,在粘土含量少、海拔和降水量较高、水曲柳较多而杨树较少的地区,阔叶林较针叶林有更高的矿质土壤SOC和TN累积。（5）未来气候情景下土地利用变化的模拟结果显示,黑龙江流域森林面积增加,草地和农田面积减小,城市面积先扩张,2045年后保持不变。这将导致未来气候情景下,2025年-2100年的植物多样性较之当前提升7%–11%,生物量碳将提升9%;未来气候情景下植物功能组变化的模拟结果显示,黑龙江流域的阔叶林面积增加,针叶林面积先增加,2050年后趋于不变。这将导致未来气候情景下,2025年-2100年的土壤碳氮储量较之当前各自提升5%。综上:气候变化及土地利用通过景观特征的变化改变关键种的适宜性分布及植被组成从而影响黑龙江流域的植物多样性及碳汇。这将使得未来情景下黑龙江流域的植物多样性及碳汇有5%–11%的提升潜力。因此未来气候变化下,主要的生态功能变化风险不大,但是景观特征对这些功能的影响存在阈值效应,未来应该加强相关研究。