为揭示毛乌素沙地西南缘农田、荒地、草地、灌丛沙堆和林地等土地利用类型的土壤分形特征与防风固沙效果的关系，采用野外取样与室内粒度分析相结合的方法，分析了该区5种土地利用类型的土壤颗粒粒径分布、分形维数以及土层深度与分形维数间关系。结果表明：（1）草地、灌丛沙堆以及林地的土壤粒度组成以极细沙、细沙和中砂为主，耕地和荒地则以粉粒和细砂为主；（2）研究区不同土地利用方式的土壤粒径分布和分形维数差异明显，荒地>农田>灌丛沙堆>草地>林地，随土层深度增加，林地分形维数值减小，草地分形维数值增大，荒地、农田和灌丛沙堆分形维数值变化不大；（3）分形维数与<100μm和>100μm粒径含量分别呈显著正相关和负相关，其大小由<100μm的极细砂粒和粉粒含量决定。研究区内5种土地利用类型土壤颗粒粒径分布与分形维数差异显著，这综合反映出在不同植被效应与人为耕作后，土壤的颗粒组成会发生明显变化。研究结果可为毛乌素沙地西南缘防沙治沙以及土壤恢复提供理论依据。