黄土高原(Loess Plateau)位于我国中部偏北,面积约400,000km2,占世界黄土分布的70%,为世界最大的黄土堆积区。该区域黄土颗粒细,土质松软,但由于缺乏植被保护,加以夏雨集中,且多暴雨,在长期流水侵蚀下地面被分割得非常破碎,现为中国乃至世界上水土流失最为严重的特殊生态区之一。因此,营造人工生态林,不仅具有显著的水土保持功能,而且土壤中原有的物理、化学及生物过程受到人工林群落的强烈干预,使林地土壤肥力与无林区发生明显的变化。生态林建设对黄土高原地区生态环境恢复有着重要的作用,随着“退耕还林”政策的实施,人工生态林在黄土高原生态环境构建及水土保持工作中的作用日益明显。本研究以黄土高原典型流域区不同林分为对象,采用样地调查法,主要对黄土高原日元造林项目千阳、永寿和秦岭北坡户县实验区的土壤N、P、K及有机碳等进行了调查与测定,运用方差分析、回归分析等方法,着重对人工生态林与造林前林地土壤营养元素状况进行综合评价,并定量分析其变化特征,为该地区进行人工林建设及环境监测与评价提供重要的理论基础和实践指导。研究得出如下结论:1.对黄土高原千阳实验区人工侧柏林地和刺槐林地研究发现:土壤有机碳、全氮、全磷和全钾质量分数均呈现荒地>刺槐林>侧柏林,速效磷质量分数侧柏林>刺槐林>荒地,速效钾质量分数刺槐林>侧柏林>荒地。与造林前相比,刺槐林地有机碳质量分数0～80cm土层总体降低4.96%,在表层0～10cm处变化最明显且增长30.87%,其余土层无明显变化。水解氮和全氮分别降低了36.31%和18.33%。速效钾和速效磷较提高了12.28%和80.77%,全钾和全磷无明显变化;侧柏林地全氮、水解氮、有机碳质量分数分别降低了30%、34.57%和45.73%。全钾和全磷分别降低了5.61%和4.41%,速效钾和速效磷分别提高了10.71%和96.04%。总体而言,营造刺槐和侧柏人工生态林对土壤营养元素具有强有力的重组效应,从而对土壤的肥力产生影响。通过方差分析和回归性分析表明,不同林地之间土壤有机碳、全氮、水解氮、速效钾质量分数差异性显著(P<0.05)且与土层厚度有明显相关性,并随土层深度增加呈现规律性变化。由土壤退化指数(DI)分析表明,刺槐林提高土壤肥力,侧柏林降低了土壤肥力,且侧柏对土壤肥力的影响强于刺槐。2.对黄土高原永寿县实验区人工刺槐林地和油松林地研究表明,土壤有机碳、全氮、水解氮质量分数均表现油松林>荒地>刺槐林,全磷、速效磷质量分数刺槐林>荒地>油松林,全钾质量分数荒地>刺槐林>油松林,速效钾质量分数荒地>油松林>刺槐林。与造林前相比,刺槐林地有机碳、全磷和速效磷质量分数升分别高了14.08%、9.09%和11.92%。全氮、水解氮、全钾和速效钾分别降低了8.16%、3.31%、3.72%和14.72%;油松林地有机碳、全氮、水解氮和全钾质量分数分别升高了35.92%、48.98%、56.26%和1.52%。速效磷、全钾和速效钾质量分数分别降低了9.28%、4.47%和2.21%。通过方差分析和回归性分析表明,不同林地之间有机碳、速效磷和速效钾质量分数差异性显著(P<0.05)且与土层厚度有明显相关性,并随土层深度的增加呈规律性变化。由土壤退化指数(DI)分析表明,油松林提高土壤肥力,刺槐对土壤肥力无显著影响。3.对户县实验区人工杨树林研究表明,有机碳、全氮、水解氮质量分数杨树>荒地,即与造林前相比杨树林对土壤有机碳、全氮、水解氮含率存在正态效应,分别提高114.69%、12.9%和2.8%。全钾、速效钾、全磷、速效磷质量分数荒地>杨树,即与造林前相比杨树对全钾、速效钾、全磷、速效磷质量分数存在负效应影响,分别降低5.99%、13.98%、14.84%和45.49%。通过方差分析和回归性分析表明,不同林地之间全氮和水解氮质量分数差异性显著(P<0.05)且与土层厚度有明显相关性,并随土层深度变化呈规律性变化。由土壤退化指数(DI)分析表明,杨树人工林提高土壤肥力。