黑土是我国重要的耕作土壤。黑土地区也是我国重要的粮食生产基地，长期以来，随着耕作强度的增加，土壤退化惊人，造成土壤耕层变薄，供肥能力逐年降低。研究当前黑土地区土壤特性的空间分布和近20多年来的演变特征，对于人为调控和定向培肥，改善和提高生态环境，促进社会的可持续发展具有重要的现实意义。 本研究以黑龙江省典型黑土区的双城市为研究对象，在实验分析的基础上，综合运用地理信息系统和地统计分析的方法，从时空变异的角度，对该区耕层土壤有机质、速效磷、速效钾、pH和黏粒以及土壤肥力质量综合指标的时空变异规律进行了深入研究。结果表明： (1)2004年双城地区土壤肥力质量各指标含量的平均水平分别为有机质23.76g·kg-1、速效磷19.15mg·kg-1、速效钾149.79mg·kg-1、pH值7.18、黏粒24.80％；1995年各项指标含量的平均水平为速效磷9.38mg·kg-1、速效钾112.33mg·kg-1、pH值7.00；1980年各项指标含量的平均水平为有机质27.44g·kg-1、速效磷6.45mg·kg-1、速效钾173.23mg·kg-1、pH值7.36。 (2)与第二次土壤普查相比，2004年双城地区土壤有机质、速效钾和pH均有大面积的下降，其含量下降的面积分别占总面积的77％、93％和66％，速效磷则明显增加。就肥力水平而言，当前土壤有机质、速效磷、pH和黏粒仍处于较优水平，而速效钾则处于中等水平。 (3)从空间分布看，土壤有机质、速效磷、速效钾和黏粒含量均表现出由西向东、由西南向东北逐渐增加的趋势，pH则正好相反，这主要与双城地区的土壤类型和地势走向有关，同时也不排除人为活动的影响。 (4)研究区域2004年和1980年土壤肥力质量均处于中等水平，并且表现出明显的西低东高的空间分布格局，这种趋势主要与土壤类型的空间分布有关。25年来，该地区土壤肥力质量总体演变呈现下降趋势，下降的面积占到了全区面积66％以上。