کربن آلی خاک بر توان بالقوه خاک، امنیت غذایی، تخریب خاک و گرمایش جهانی تأثیر زیادی دارد. بنابراین، شناخت توزیع مکانی و زمانی کربن آلی خاک در ارزیابی کیفیت خاک، مدیریت کشاورزی، مدل سازی حوزه های آبخیز و ترسیب کربن خاک ضروری است. در این پژوهش، برای تعیین تغییرپذیری کربن آلی خاک حوزه آبخیز الیگودرز استان لرستان از روش های آماری و زمین آماری استفاده گردید. افزون بر این، اثر ارتفاع، درجه شیب و نوع کاربری اراضی بر غلظت کربن آلی خاک نیز بررسی شد. نتایج نشان داد ریشه مربعات غلظت کربن آلی خاک از توزیع نرمال پیروی کرده، میانگین حسابی و هندسی داده های اندازه گیری شده نیز به ترتیب معادل 81/0 و 73/0% می باشد. مناسب ترین مدل برازش شده بر نیم تغییرنمای تجربی کربن آلی خاک مدل نمایی بود. بررسی نسبت اثر قطعه ای به آستانه نشان داد که کربن آلی خاک در حوزه آبخیز مورد مطالعه دارای وابستگی مکانی متوسطی است. ارزیابی توزیع مکانی غلظت کربن آلی خاک با روش کریجینگ نشان داد که بیشتر سطح حوزه آبخیز الیگودرز (حدود %87) دارای مقدار کربن آلی خاک کمتر از %1 می باشد. نتایج همچنین نشان داد کربن آلی خاک به صورت معنی داری با ارتفاع دارای همبستگی منفی است (**r= -0.265). افزون بر این، غلظت کربن آلی خاک نیز به صورت معنی داری با درصد شیب همبستگی منفی دارد (**r= -0.217). نتایج نشان داد در کاربری های مختلف اراضی مقدار کربن آلی خاک متفاوت است. بیشترین مقدار کربن آلی خاک در اراضی آبی و کمترین مقدار آن در اراضی مرتعی مشاهده گردید.