高寒沙区荒漠化逆转过程中土壤质量的变化过程较为复杂,人工植被恢复生长后,沙地土壤对不同类型和生长年限的植被具有不同的响应过程和变化速度,为了明确高寒沙区植被恢复过程中土壤质量的演变规律、比较不同固沙植被对土壤改良效果的差异性和探讨人工林木的可开发利用潜力。本研究通过空间代替时间的方法进行样地布设与采样,结合实验室测定化验样品,从荒漠化逆转阶段、不同植被类型和恢复年限等3个角度进行分析,并在此基础上开展土壤质量综合评价。主要研究结果如下:(1)在植被恢复促使沙化土壤逆转过程中,从风蚀为主阶段到土壤形成阶段,土壤中粘粒含量不断增加,土壤p H呈现减小趋势但不显著,土壤有机质和养分含量逐渐增加。对于同一土壤剖面,上层土壤的理化性状指标变异性最大。土壤环境的正向发育主要体现在土壤养分表聚性的出现、土壤粘粒和有机质含量的显著增加。(2)与流动沙地土壤相比,植被恢复30年后土壤质量指标得到显著改良(P<0.05),各植被类型区土壤p H的变异性较小,但不同植被类型对土壤理化指标的影响效果存在差异,0~5 cm表层土壤的恢复效果显著好于15~30 cm层(P<0.05)。与农田土壤相比,柠条样地的0~5 cm层土壤质量恢复至良好水平。(3)在建立土壤质量综合评价指标体系的基础上,运用主成分分析和相关分析的方法得出,土壤容重、粘粒、有机质和全氮可以作为反映研究区土壤质量的代表性指标,各植被类型对土壤质量的改良顺序为柠条>青杨>沙棘>赖草>乌柳>柽柳。(4)各植被类型在恢复51年的过程中,土壤质量随着植被生长年限的增加逐渐改良,但其变化速率呈现出不同的变化趋势。随深度增加各层土壤改良效果存在时间上的滞后性,不同土层间土壤有机质含量差距不断扩大,土壤养分表聚性可以作为高寒沙地土壤正向演替的标志,但并不是从造林初期就显现的,出现在植被恢复12年左右。(5)柠条和沙棘适宜在共和盆地的沙珠玉地区推广种植,在其恢复生长30年后,已经具备较大的可开发利用潜力,建议适时实施林木抚育管理措施,以促进高寒沙区林场实现又好又快的可持续经营发展。