牛背梁国家级森林自然保护区拥有我国重要的森林资源，建成较晚，土壤发育年轻，目前针对牛背梁自然保护区森林土壤缺乏全面系统的调查研究。本研究以牛背梁国家级森林自然保护区四个主要保护站内不同海拔高度的16个典型土壤剖面作为研究对象，通过野外考察、采集典型剖面土样，结合室内土壤样品分析及数理统计等方法，全面系统地研究了牛背梁自然保护区土壤的理化性状，探讨并总结了其形成发育过程和演变规律，确定了土壤的诊断层和诊断特性，最后采用中国土壤系统分类对16个土壤剖面在系统分类中的归属进行了检索（检索级别包括了土纲、亚纲、土类和亚类），确定其在系统分类中的地位和分布的位置，建立了土壤垂直带谱并确定了分界线。为保护区的生态环境建设即该地区的林、牧业发展以及山地土壤系统分类和土壤资源的开发利用与调查提供可靠依据。研究结果表明：1.牛背梁自然保护区土壤的主要理化性质随海拔高度的上升呈现有规律的变化：供试土壤的颜色在黄橙^黄棕色之间变化，色调分布在7.5YR¹0YR之间，A层的颜色相对较深，为棕灰和暗棕色，E层和B层土壤颜色相对较浅；随着海拔的升高，机械组成中土壤砂粒所占比例先减少后增大，而土壤粉粒含量先增加后减少，土壤粘位含量所占比例一直最少。供试土壤剖面表层与下部各层之间机械组成的差异在低海拔和高海拔地区大些。保护区土壤粉/粘比一般在0.21⁴.15之间变化，而石砭峪保护站1号剖面、老林保护站1号剖面、北沟保护站3号剖面和广货街保护站1号剖面的全剖面粉/粘比都比较高，基本都在2.00以上，表明土壤风化程度较弱。2.保护区内的土壤基本养分指标在整个土壤剖面空间的分异范围分别为：土壤pH5.35⁶.65，有机质含量5.65⁷4.84g/kg，土壤全氮含量0.30⁵.43g/kg，碱解氮含量106.64²08.66mg/kg，全磷含量0.45¹.30g/kg，速效磷含量0.44⁶.82mg/kg，全钾含量14.88¹8.78g/kg，速效钾含量26.18²77.00mg/kg；土壤有机质、全氮、全磷和速效磷含量的空间分异度较大，土壤pH值和全钾含量的空间分异度较小；随着土层的加深，土壤pH值、全钾、速效钾含量的空间分异程度降低,而土壤全氮和碱解氮含量的空间分异程度则增大。土壤pH值、有机质、全氮、碱解氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾含量均与海拔之间呈现显著的相关性。土壤pH值、有机质和速效钾含量随着海拔高度的升高先逐渐增加，含量最高点出现在海拔1900²000m，随后随着海拔的升高逐渐下降。3.保护区土壤CEC变化范围为：6.28²6.74cmol/kg，高海拔地区土壤剖面表层土壤CEC含量比中低海拔高度的含量高，在各土壤剖面上，随着土层的加深土壤CEC含量逐渐减小。保护区土壤的盐基饱和度基本上都超过50%，均属于盐基饱和。土壤全铁（Fe₂O₃）含量在各海拔高度变化不大，高海拔地区较中低海拔地区含量高，同一剖面各层次之间的全铁含量变化也不大。石砭峪保护站2号剖面以及在海拔2200m以上的四个剖面均具有铁质性质。供试土壤活性铁含量变化范围较大，高海拔地区的活化度高于中低海拔区的活化度，络合态的氧化铁主要受温度和植被的影响较大，基含量和络合度范围均较大。土体的化学组成中SiO₂的含量最高，Al₂O₃含量次之，再次是Fe₂O₃含量，土壤中矿物质含量的顺序依次为： SiO₂>Al₂O₃>Fe₂O₃>K2O>MgO>CaO>TiO₂>MnO₂。从整体上看，保护区内各土壤剖面中SiO₂和Al₂O₃的含量相对比较稳定，变化不显著。保护区内土壤的硅铝铁率都较高，在剖面上的差异不显著。4.本地区划分出2个诊断表层：暗沃表层和淡薄表层；2个诊断表下层：雏形层和粘化层；5种诊断特性：落叶有机土壤物质、土壤水分状况、土壤温度状况、盐基饱和度和铁质特性。本地区土壤在系统分类中共检索出2个土纲，3个亚纲，7个土类，9个亚类；牛背梁自然保护区土壤的垂直分布规律为：普通简育湿润淋溶土→普通简育湿润雏形土→普通铁质湿润淋溶土→普通酸性湿润雏形土→普通简育湿润雏形土→暗沃简育湿润雏形土→普通铁质湿润雏形土→普通简育冷凉淋溶土→暗沃冷凉湿润雏形土→普通简育冷凉淋溶土→普通冷凉湿润雏形土。5.土壤系统分类与发生分类的分类结果是基本吻合的，分布界线也大体一致，说明系统分类是以土壤发生学理论为基础的，两种分类体系有密切的联系。