黄土丘陵沟壑区水土流失严重、恢复植被困难、生态环境恶化,严重制约了社会经济可持续发展。因此,对该区进行植被恢复研究,不仅可以阐明制约植被恢复的关键因素,而且对植被生态系统的恢复重建提供理论依据。本论文以森林(延安)、森林草原(安塞)、典型草原带(吴旗)为研究对象,对不同恢复阶段的植被及其土壤环境等特征进行实地调查,以空间代时间的方法,研究了植被恢复过程中植被演替、物种多样性及其土壤水分、养分变化,并对植被恢复潜力进行了评价和分区。主要研究结果如下:1.采用模糊聚类分析法揭示了森林草原带(安塞,阳坡)植被恢复演替系列:猪毛蒿群落—赖草群落—铁杆蒿群落—沙棘群落。植被恢复演替过程中物种多样性的变化表现为:处于植被自然恢复阶段的群落其物种丰富度指数、多样性指数、均匀度指数均在演替的第三阶段较高;人工灌木群落的多样性指数和丰富度指数都要大于人工草本群落,但是人工草本群落的均匀度指数要比人工灌木群落的大;同样,天然植物群落比人工植物群落的均匀性指数小,但其物种丰富度、多样性指数均高于人为干预的人工植物群落。2.不同的研究区(延安、安塞、吴旗),不同恢复年限的土壤水分变化规律为:总体上,60cm以下土层的土壤水分含量随着恢复年限的增加而不断减小,并且随着恢复年限的增长,深层土壤水分含量有逐步趋于稳定的趋势;对于不同植被类型的土壤水分变化,农耕地>草地>灌木地>乔木林地;对于不同植被恢复方式的土壤水分变化,自然恢复>自然+人工恢复>人工恢复;对于不同地形对土壤水分的影响:5°>18°>30°;阴坡>半阴坡>阳坡;下部>中部>上部。植被恢复可以增加土壤有机质含量,尤其是0-20cm表层土壤,土壤剖面有机质分布具有明显的规律性:0-20cm>20-40cm>40-60cm;土壤全氮(吴旗除外)、有效氮和有效磷与有机质变化规律有显著的相关性;全磷含量随着植被恢复变化很小。3.采用主成分分析(PCA)对不同植被带土壤水分、养分对植被恢复的驱动力进行分析,结果表明:在三个典型研究区,土壤有机质、全氮和有效氮构成植被恢复的主驱动力因子。4.应用灰色关联分析法(Grey Relational Analysis,简称GRA法),对安塞5个不同恢复阶段的群落进行了恢复潜力评价,结果表明:各群落的演替潜力差异较大,在现实中的潜力排序为:沙棘>铁杆蒿>白羊草>赖草>猪毛蒿。演替指数和演替度是评价植被恢复潜力的主要指标,有机质、含水量、重要值、丰富度指数及恢复度也是植被恢复潜力