La invasión de arbustos en los pastizales tiene un impacto importante en el almacenamiento de carbono en el suelo (SOC) y el nitrógeno total del suelo (STN), lo que afecta el ciclo de nutrientes y los procesos del ecosistema. Exploramos los efectos de la invasión de arbustos en el SOC y el STN en cinco tipos de pastizales en las Montañas Altai: praderas de montaña, estepas de pradera templada, estepa templada, desierto de estepa templada y estepa desértica templada. La invasión de arbustos mejoró considerablemente el SOC y el STN, siendo los mayores aumentos en lugares con alta invasión. La interacción entre el tipo de pastizal y el grado de invasión también influyó significativamente en las propiedades del suelo, incluyendo la densidad aparente, el contenido de agua en el suelo y el carbono y nitrógeno microbiano. Específicamente, el SOC aumentó en un 16%, 77% y 129%, y el STN aumentó en un 43%, 94% y 127% bajo baja, media y alta invasión de arbustos, respectivamente. La estequiometría del suelo cambió, con relaciones C/N disminuyendo y relaciones C/P y N/P aumentando con la invasión de arbustos. El modelado de ecuaciones estructurales (SEM) reveló que la invasión de arbustos afectó indirectamente el SOC y el STN a través de cambios en los nutrientes del suelo y el clima. Nuestros hallazgos sugieren que la invasión de arbustos promueve la captura de carbono en el suelo y altera el ciclo de nutrientes del suelo, con implicaciones para la gestión de pastizales y la restauración ecológica frente al cambio climático global.