本文在青海省大通县典型退耕还林区，以其标志性土壤(黑钙土、褐土)为主要研究对象，综合植被恢复理论、土壤发生理论和研究区退耕还林过程，以空间代替时间的方式，并以土壤理化性质和森林水文的结合为切入点，对其自70年代以来坡耕地退耕还林后，不同模式下土壤质量演变特征及其改土效应进行系统的比较分析，进而揭示退耕还林土壤质量演变趋势和规律。该研究对退耕还林区土壤质量演变评价及现代“冰卷泥”发生过程进行了创新性探索。其主要研究结果如下： (1)最显著的土壤质量性状变化是地表凋落物层的出现及其土壤有机质的明显增加，与之密切相关的是土壤结构性指数和团聚度的提高，随之亦是土壤全N、碱解N、和CEC含量显著提高，土壤容重和PH值的明显下降；土壤有机质与土壤全N、碱解N、全K、CEC含量及其结构性指数和团聚度之间存在极显著正相关关系，其中表层(0-20cm)有机质含量随着退耕年限的增长逐渐增长。平均值从原来对照的26.55g·kg-1增长到79.77g·kg-1(退耕还林后30年)，增长了3倍。土壤有机质与土壤容重、速效P、全P、交换性K含量及PH值之间存在极显著负相关关系。 (2)森林水文效应和土壤抗冲性显著提高，其中退耕地人工林林冠截留能力是弃耕地人工林的2倍、灌木林地的3倍、农耕地的数倍；其枯落物持水量是弃耕地人工林的8倍；退耕地人工林土壤水分渗透性能与天然次生林相近，但明显优于农耕地，其稳定渗透率是农耕地的2.5倍，表明退耕还林后土壤水汽协调性显著提高。 (3)利用主成分分析(PCA)等多元统计方法来定量比较和评价不同退耕年限(0、5、10、15、20、25、30年)的综合土壤质量指数，进而揭示不同退耕年限时间序列对土壤质量演变的影响。随退耕年限增长，土壤质量指数均明显升高，质量指数变化呈波动上升过程，其增长过程基本分为四个阶段：1)退耕初期：5年内为幼林期，虽有地表生草化过程积累了一定的有机质，但与每年翻耕相比作用较小，土壤人为扰动(翻耕等)减少，使原本粘重的土壤变得紧实，土壤孔隙度下降，尤其大孔隙相对减少，通气状况变差，故而土壤质量指数比农耕地略低；2)退耕中期：5-20年为针阔叶林林分速生期，林分郁闭度逐渐增大，林分枯落物增多，土壤有机质亦增加，随之土壤理化性质明显改善，因此土壤质量指数大幅度升高并达到峰值；3)退耕中后期：20-25年为林分相对稳定期，林分郁闭度达到最大值，林下光照较差，地表土壤温度较低，土壤微生物分解与转化有机物活动相对减弱；同时土壤酸性淋溶加强，土壤粘化过程亦随之加强，因而土壤质量指数呈小幅下降；4)退耕后期：25年后林分进入自疏期，地表光照条件得到改善，土壤温度随之回升，土壤有机物分解与转化趋于正常循环，故土壤质量指数亦有所升高并趋于稳定。 (4)土壤质量长期处于动态演变过程。土壤剖面“冰卷泥”层发生及其下移、碳酸钙在同一剖面二次沉积、剖面表层H/F(1.0-1.13)远小于下层(1.51-2.41)、pH值与CEC大于下层、均表明，晚全新世以来，青海大通气候变暖变干，近代又呈加速之势，植被由森林草甸向草甸草原演化，土壤发生逆向演替，在此背景下退耕还林可促使土壤发生正向演替。