陕西省是全国第一个实行退耕还林的省份，横跨亚热带、暖温带和温带3个气候带，地貌类型有山区、平原和高原，是我国水土流失最为严重的省市之一。本研究针对陕西省主要退耕还林实施地区植被恢复与重建的生态学过程和环境效应等关键科学问题，以陕西省秦巴山区和黄土高原地区不同退耕年限植被恢复演替群落为研究对象，采用时空互代法对陕南、陕北18个县区的退耕地植被进行了野外调查和统计分析，系统研究不同地区植被恢复演替过程和土壤环境响应，分析并评价其水土保持效益的动态变化，为陕西省退耕还林区，特别是黄土丘陵区生态恢复重建及其效益评价提供科学依据。主要研究结论如下：　　 ⑴通过对陕西省不同类型区退耕地植被恢复演替过程的分析，推算出了各区退耕地植被恢复达到稳定群落所需的时间。典型草原区植被自然恢复至稳定群落大约需要10-20年；森林草原区植被自然恢复至稳定的草原群落需要20-30年，恢复至稳定的灌丛草原群落需要30-40年；森林区植被自然恢复至稳定群落至少需要50-100年。　　 ⑵揭示了退耕地植被恢复演替过程中物种多样性的变化特征。①演替初期，群落物种数较低，但均匀度指数较高，导致Simpson指数、Shannon-wiener指数均较高。只有个别群落由于人为干扰等因素，导致均匀度指数降低等现象。②随着演替时间的进一步延长，各物种之间的强烈竞争，多样性指数呈波动性变化。③最后，当植被发展到稳定群落时，其物种多样性指数仍维持在一个较高的水平。通过对森林草原区和典型草原区进一步分析表明，不同气候及立地条件对物种多样性指数的大小有一定的影响：Shannon-wiener指数南部森林草原区>北部典型草原区；阴坡各物种多样性指数均大于阳坡；Pielou指数、Shannon-wiener指数坡上部>坡下部>坡中部。植被恢复方式同样对物种多样性指数产生影响：人工干预植被恢复过程中各物种多样性指数均略高于自然恢复植被。因此，在自然植被恢复过程中，可借助于人为的力量，改善植被生长的环境，促进自然植被的恢复。　　 ⑶随着植被的恢复，退耕地土壤中有机质、全N、有效N、速效K等养分指标都有了明显的提高，但受立地条件和恢复方式与时间影响明显。阴坡立地上的养分状况优于阳坡，有机质、全N、有效N分别比阳坡高8.2％、10.5％、6.9％；在恢复早期，人为干预能够改善和提高土壤中养分的含量，相对于自然恢复，有机质、全N、有效N、速效K分别提高了39.0％、54.9％、10.4％和23.5％；随着恢复时间的增加，自然恢复条件下的土壤养分得到了更大程度的改善。　　 ⑷在植被恢复演替过程中，退耕地土壤含水量随植被恢复年限的增加而减小，并且随着恢复年限的增长，深层土壤水分含量有逐步趋于稳定的趋势；坡耕地退耕后，>0.25 mm土壤水稳性团聚体含量都会逐渐增加，自然植被和人工干预植被团聚体含量增加的速度不同。　　 ⑸在植被的恢复演替过程中，退耕地植被演替早期的土壤入渗性能较高，土壤剖面含水量也较高；多年生草本植被阶段，土壤入渗能力有所降低，土壤水分含量降低。在自然恢复条件下，多年生植被表现出了更强的水土保持性能，表现在模拟降雨条件下侵蚀产沙的降低和土壤可蚀性的降低；人工干预对于提高植被的水土保持性能有一定的作用，但是其提高的程度要低于自然恢复条件下的结果，同时在人工干预条件下，其恢复所需要的时间要更长一些。　　 ⑹采用多目标决策分析方法，以植被盖度、生物量等14个指标综合评价了不同地区、不同立地条件下的植被恢复演替过程中的水土保持功能，认为自然恢复的植被水土保持功能在一定条件下高于人工恢复的植被。多年生草本植被具有更好的水土保持功能；灌草群落达到有效的水土保持功能的时间要比乔木群落短。