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为了解干旱与半干旱区域山地生态系统植被生物量与土壤分形特征和土壤水分含量的垂直分异规律，探究植被生物量与分形特征和土壤水分的相关关系，选取贺兰山不同海拔典型植被带作为研究区，采用单因素方差分析、Pearson相关分析等方法分析植被生物量、土壤分形特征和土壤水分含量的垂直分异特征及三者间相互关系。结果表明：1)草本植被生物量与灌木植被生物量沿海拔未呈明显的线性变化趋势，灌木植被生物量在浅山灌丛（QSGC）样地具有最大值，草本植被生物量在亚高山灌丛（YGSGC）样地具有最大值，植被条件较好，植被生产力较高。2)贺兰山土壤颗粒以粉粒和极细砂粒为主，随着海拔的升高，土壤质地变细。3)土壤水分含量随海拔增高显著增加，但在青海云杉（QHYS）样地土壤水分含量略低。4)相关分析表明，年降水量以及土壤黏粒含量是影响植被生物量的主要因子。总体上，贺兰山植被生物量、土壤分形特征以及土壤水分含量受多个环境因子共同作用和影响，呈明显的空间异质性。本研究对于揭示贺兰山植被生物量空间变化机制及促进贺兰山退化植被恢复具有重要的意义，可为促进贺兰山山地生态系统植被与土壤资源合理利用提供参考。