本研究以位于我国北方干旱沙区的宁夏盐池县东北部20km处的柳杨堡乡沙边子村的多年围封区、内蒙古额济纳旗东部八道桥的近年围封区和宁夏中卫沙坡头地区包兰铁路北部的人工植被恢复区处于沙漠化逆转过程中的土壤为研究对象，利用时空转换的方法，通过野外采样、实验室测试及统计分析等方法，对沙漠化逆转过程中土壤物质含量、土壤理化性状的演变特征和空间变异性、土壤质量的变化特征及其主导影响因子进行了系统的定量化研究。结论如下：　　 (1)沙漠化逆转的过程是中粗砂含量不断减小，粘粉粒含量不断增加，土壤颗粒向细粒化方向演变的过程；随着沙化程度的递减，流沙在原本沙漠化的地区虽然得到了固定，但土壤颗粒的主要组成部分不一定会发生改变，始终是砂粒含量最多，粉粒次之，粘粒最少，如果已经被固定的沙地不继续加以大力的保护，再由固定变为流动，沙漠化再次恶化是有可能的。沙漠化逆转加速了土壤养分累积，随着沙化程度的减小和植被盖度的提高，有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷和速效钾等均呈恒定的或阶段性增长的趋势；同时沙漠化逆转有效提高了土壤有机碳的含量，增加了土壤的固碳能力。　　 (2)通过对3个研究区养分指标与粒度指标之间的相关性分析表明，沙漠化逆向演变的实质是土壤表层细粒化并伴随着养分富集化的演变过程。沙漠化逆转过程中，土壤各养分指标的含量与中粗砂含量呈显著或极显著的负相关，与极细砂和粘粉粒的含量呈显著或极显著的正相关，土壤细粒化是土壤各养分指标提高的直接原因，粘粉粒的增加对土壤养分的增加贡献较大，是土壤质量提高的主要因素，是沙漠化逆转的关键；通过对各研究区沙漠化逆转过程中土壤细颗粒单位增量引起的土壤养分含量的变化量进行比较可知，围封时间越短养分对细颗粒含量的变化越敏感，人工植被恢复条件下有机质和速效氮的含量随细颗粒的变化较明显。　　 (3)各研究区土壤颗粒分形维数随着沙漠化程度的减小而增加，表现为粘粉粒等细颗粒含量越高，分形维数就越大。它与土壤粒径分布，有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷、速效钾之间存在着高度的线性相关。土壤分形特征能定量的表征沙漠化逆转过程中土壤细粒化的演变特征和变化规律，客观反映了土壤肥力特征及其演变的规律性，因此，可以作为衡量沙漠化逆转过程中土壤结构、肥力状况及土壤退化恢复程度的一个综合性定量指标。　　 (4)从多年围封区和近年围封区的土壤养分指标和粒度指标的变异系数可以看出，沙漠化逆向演变过程中土壤理化性状的空间变异增大。围封时间的长短对各种有效养分的转移和富集以及颗粒组成的改变和细颗粒的沉积有着直接影响。沙漠化逆向演变的最终结果将是异质性降低，趋于均一化。　　 (5)土壤性状的半方差函数很好地反映了多年围封区和近年围封区沙漠化逆转的演变趋势：在所研究的小尺度范围内，变异函数随着沙化程度的减弱，呈逐渐增加的趋势。两个研究区各土壤理化性状的半方差函数分析能够表征不同年限围封区沙漠化逆向发展的空间尺度。盐池县多年围封区和额济纳旗近年围封区沙漠化逆转过程中的空间异质性几乎完全是由结构性因素引起的系统变异导致的，土壤性状要素的空间分布在研究尺度上有明显的规律性和强烈的空间相关性，存在明显的空间自相关格局。空间异质性的变异来源几乎完全是由围封区沙漠化的逆向演变引起的，沙漠化逆转使土壤理化性状得到明显改善。但在近年围封区极细砂在沙漠化逆转过程中的部分变异是由土壤自身的特性和随机因素引起的，沙漠化逆转对土壤极细砂的影响程度相对较小。　　 (6)3个研究区沙漠化逆转过程中与各颗粒组分结合的有机碳和氮、磷、钾的含量及各养分的富集系数，始终表现为粘粉粒>极细砂>中粗砂，粘粉粒对有机碳和氮、磷、钾养分的富集效应显著，增加粘粉粒的含量对沙漠化能否逆转起着至关重要的作用。流沙固定时间的长短和固定程度对与粘粉粒结合的有机碳和全氮的富集影响不大，而与粘粉粒结合的全磷和速效氮、磷、钾的富集效应随流沙固定时间的增加而增大。随沙化程度的减小，中粗砂、极细砂和粘粉粒组分中有机碳和氮、磷、钾的含量与全土中有机碳和氮、磷、钾含量的变化一致，基本呈逐渐增加的趋势。全土中有机碳与全氮的增长以及有机碳的矿化和氮的释放速率与与各粒径结合的有机碳和全氮的消长密切相关。沙漠化逆转过程中与中粗砂和极细砂结合的非保护性有机碳和全氮对沙漠化逆转的变化始终最敏感。　　 (7)沙漠化逆转过程中随着粘粉粒的不断沉积，与粘粉粒结合的相对稳定的有机碳和氮、磷、钾养分的相对数量不断增多，而非保护性的颗粒有机碳和氮、磷、钾养分的相对数量逐渐减小，从而全土中有机碳和氮、磷、钾养分稳定性上升，有利于有机碳和养分的长期积累。围封时间越长越有利于保护性颗粒养分的积累和土壤氮、磷、钾养分稳定性的上升；沙坡头人工植被恢复区随着沙化程度的减小与粘粉粒结合的有机碳、全效养分及速效氮逐渐大于与砂粒结合的非保护性部分的分配比例，而速效磷和速效钾的分配比例始终小于与砂粒结合的部分的分配比例。　　 (8)人工围封禁牧区和干旱沙区植被恢复过程中表层有机碳和全氮、全磷以及速效氮、磷、钾的固存效应是各颗粒组分中有机碳和全氮、全磷以及速效氮、磷、钾共同作用的结果。通径分析表明，沙漠化逆转过程中不同颗粒组分对全土中各养分指标的影响程度和重要性不同。在盐池县多年围封区和沙坡头人工植被恢复区与粒径较大的中粗砂和极细砂结合的非保护性颗粒养分对全土养分有显著的影响，对全土养分的变化起主要作用；而在额济纳旗近年围封区中粗砂对土壤全磷和速效钾的贡献较大，极细砂对土壤氮素和速效磷的贡献较大，粘粉粒对有机碳的影响显著，流沙固定的程度和时间的长短对与各粒径结合的颗粒养分对全土养分的贡献有一定影响。　　 (9)随着流沙的固定和沙化程度的逐渐减弱，土壤质量综合评价值总体均呈增加趋势，沙漠化逆转的过程是土壤质量不断提高的过程；在流沙边缘设置尼龙网沙障和利用栅栏围封禁牧，以及采用麦草方格沙障和人工栽植固沙植物的方式，改善了土壤的成土环境，加强了生物地球化学循环过程和植被的恢复，使土壤风蚀程度逐渐减弱，对控制和治理沙漠化具有积极的作用。各研究区基本上均是发展到半固定沙地阶段土壤质量综合评价值才变为正数，这说明流动沙地只有发展到半固定状态，再次恶化的风险才降低，半流动状态仍然是土地沙化形式中相当严重的一种·流动沙地能否发展到半固定状态是沙漠化能否逆转的关键。短时间内土壤质量提高的较快，当发展到一定阶段后有可能降低，但具体会降低到什么程度，具体需要多少年，土壤是否会再次发生新的沙化，还有待于进一步的研究。我们不能只看研究区域是否围封，就判断沙漠化是否逆转。　　 (10)各研究区综合得分模型中，中粗砂的权重系数为负数，对土壤质量综合评价值具有减值的作用：其他指标的权重系数均为正数，对土壤质量的提高具有积极的作用，其中养分指标中的有机质和粒度指标中的粘粉粒是沙漠化逆转过程中改善土壤质量的主导因子，但粘粉粒的重要性次于有机质，有机质的提高和粘粉粒的不断沉积对沙漠化的逆转具有非常重要的意义。