腾格里沙漠地处阿拉善高原的东南部，介于贺兰山山前平原与雅布赖山之间。在行政区划上，腾格里沙漠包括内蒙古自治区阿拉善盟阿拉善左旗、阿拉善右旗，甘肃省白银市景泰县、武威市凉州区、民勤县、古浪县以及宁夏回族自治区中卫市沙坡头区，共计5.1万km²。在地貌上，腾格里沙漠被群山环绕，是一个山间构造盆地，有巨厚的内陆湖相沉积，全新世气候变干，风沙活动，形成连绵沙漠。沙漠地势由西向东缓倾，高差近200 m。沙漠内部沙丘、湖盆、山地残丘及平原交错分布。残丘间有若干较大的干涸湖盆呈南北走向，一般长10~30 km、宽2~4 km。沙漠南部以5~10 m高的新月形沙丘为主，中部为10~50 m高的新月形沙丘链、沙垄，东北部为高于50 m的格状沙丘，北部则分布小于5 m的波状沙地。腾格里沙漠的东南部水分条件稍好，有固定、半固定沙丘分布，其余地区流动沙丘居多。内部丘间洼地及湖盆外围均有较好的潜水埋藏^[1]。多种多样的土壤母质、水文地质条件致使腾格里沙漠的土壤类型复杂，且具有一定的分布规律^[2]。虽然全国第二次土壤普查在腾格里沙漠进行了大量调查，中国科学院沙坡头沙漠研究试验站以及腾格里沙漠自然保护区也做了部分工作，但相关研究并不系统，迄今为止还没有制定腾格里沙漠土壤分类系统以及绘制腾格里沙漠土壤空间分布图，严重制约了对腾格里沙漠的保护、利用和改良等。

本研究基于中国土壤、内蒙古土壤、甘肃土壤和宁夏土壤等普查成果，以及中国科学院沙坡头沙漠研究试验站综合科学考察的历史资料，在2017—2019年对腾格里沙漠土壤类型及空间分布进行了大规模考察，包括地貌、植被类型、土壤剖面的调查和采样，并获得相关的植被景观和土壤剖面照片，最后对所有土壤类型进行鉴定，系统总结和研究了腾格里沙漠土壤形成条件及土壤分类系统，同时利用遥感（RS）与地理信息系统（GIS）技术，以2010年国产环境减灾小卫星星座HJ-1A/B多光谱遥感数据和Landsat 8 OLI TIRS系列卫星数据为信息源，完成腾格里沙漠土壤类型及分布图制作，以期为腾格里沙漠保护、风沙危害治理、土地利用规划等政策和方法的制定提供科学依据和对策。

地质地貌方面，腾格里沙漠在中国自然地理区域上属于西北干旱区、中温带、阿拉善与河西走廊荒漠区^[2]。阿拉善高原是内蒙古自治区西部四面环山的大型构造盆地，海拔900~1 400 m，内部有构造剥蚀低山丘陵，山丘间波状起伏的剥蚀堆积平原和洼地，组成物质多为侏罗-白垩系以及第三系砂砾岩、砂岩，在构造剥蚀低山丘陵区则以古老的变质岩、花岗岩为主。强烈的干燥剥蚀风化产生的大量砂质，成为高原上腾格里沙漠的沙源。

气候主要为温带强大陆性、弱季风性气候。腾格里沙漠年降水量100~200 mm，大部分区域的湿润度（K）0.1~0.2，西北部区域的湿润度小于0.1。K值0.2~0.1为半荒漠地带(荒漠草原及草原化荒漠)，土壤为棕钙土、灰钙土。K<0.1为很干旱与极干旱的荒漠地带，主要土壤为灰漠土、灰棕漠土。光能资源丰富，太阳总辐射量为2 717~2 926 kJ·cm^-2·a^-1，在全国仅次于青藏高原，年日照时间2 600~3 400 h，光能利用的潜力很大；无霜期的分布与热量状况类似，为140~150 d。地表年均温9.3~10.7 ℃，1月最低温-10.8~-8.7 ℃，7月最高温26.8~27.2 ℃。大于10 ℃积温3 000~3 400 ℃。高原上地形开阔平坦，风力大。

成土母质主要是地层表面的第四纪疏松堆积物，随地形、母岩、外营力的差别，形成的堆积物类型也极复杂。受地貌、水文、气候等因素影响，腾格里沙漠及周边地区成土母质主要有残积-坡积物、洪积物、冲积湖积物、风积物、黄土及黄土状物质等。残积物仅分布在山地的分水岭及丘陵顶部、熔岩台地台面上，高平原上基岩的剥蚀夷平面上也有分布。风化层通常较薄，小于50 cm者居多。坡积物分布在山地、丘陵的坡面上，由于重力的作用，风化物碎屑向坡下移动，随坡度减小而堆积，其特点是组成物分选极差，细土粒与角砾、石块混杂，坡的上部土层薄，下部渐厚。残积物与坡积物在空间分布上常交错，界线并不清楚，物质组成的性质也多近似。两者合称残积坡积物。洪积物分布在山地的山麓和山谷的出口外围，是山区的石块、砂砾、泥土被季节性的山洪搬运至山前，随着流速减慢而堆积下来。其特点是山口附近堆积大量石块，山口越远物质越细，至洪积扇边缘常为壤质及黏质土。洪积物在山前的堆积因洪水的多次改变，造成堆积物有一定层次，石砾与泥沙交错成透镜体状。在贺兰山的西麓，山前洪积扇常一一并列形成洪积裙及洪积倾斜平原。在高原上，洪积物的分布也较广泛，阿拉善高原外围及内部山地的山前均有近代洪积物的分布。除近代洪积物外，高原上古水文网沿线还分布有第四纪早期或更早一些时代湿润气候时堆积的古洪积物，呈松散的弱胶结状态，极易剥蚀。冲积物是经常有水的河流在河床或泛滥时在河床外沉积的泥沙物质。冲积物的特征是有明显的砂黏交错的水平层次。河床、泛滥决口附近的流速大，沉积沙层，远离河床或决口的低平地流速小则沉积壤质或黏质土层。湖积物是湖泊中静水的沉积物，这些物质由流入湖泊的河流或洪水带入，其特征是质地较细，层理界限分明，有水生螺蚌等的遗骸，而且都有还原性铁氧化时沉淀的锈斑或结核。在濒临山麓或丘陵的湖滨，则往往有沙、砾石等沉积。平原上湖泊常随河流的改道而胀缩、迁徙，所以湖积物与冲积物常有重叠交错、界限不清的情况，称冲积湖积物。风积物指风沙堆积，其形成与沙源及气候因素有密切关系。在干旱和多大风的气候下，阿拉善高原下伏地层都能成为风积沙的沙源，遭强烈剥蚀风化的花岗岩基岩分布区，结持松散的第三系砂岩、砂砾岩、泥岩，第三、第四纪湖相砂层、砂砾层。黄土是第四纪干寒时期以风成为主的堆积物，颗粒组成以0.02~0.002 mm粒径的粉砂为优势，矿物成分以石英、长石为主，其次有白云母、绿帘石、角闪石等。多孔隙，垂直节理明显，易遭侵蚀而形成直劈的冲沟。黄土状物的性状与黄土类似，但多分布于山麓地带，内部夹有残坡积碎石或洪积砂砾层次，显示其成因与黄土有差别，故又称次生黄土。贺兰山西麓的洪积扇上，黄土状物质中夹有洪积砂砾石层^[1]。

以沙生植被为主，地带性植被为荒漠植被，同时也是荒漠化草原过渡带。植被是在一定的气候条件下发育形成的，而各种土壤类型又是在特定地壳风化物的基础上主要由生物的生命活动创造。土壤类型与植被类型紧密联系，灰漠土为草原化荒漠植被，灰棕漠土为荒漠植被。此外，在许多特异生境和隐域性生境中土壤和植被也有密切相关。如：风沙土上生长着沙生植被；盐土与盐化土上的植被为盐生植被；草甸土与沼泽土上的植被为草甸植被和沼泽植被。

地下水主要靠降水的渗入和少量凝结水补给而成。地下水分布与降水分布基本一致，呈现由东向西、由南向北递减的规律。岩性松散，降水易渗入，富水性好，水多汇集下伏岩层(隔水层)的低洼处，接近地表时形成绿洲。绿洲是沙漠地下水富集地段，地下水分布有从边缘向绿洲中心水量变大、水质变坏、水位变浅的分带性，绿洲中心往往形成盐湖或碱湖，但下部如为较厚的第四系冲积层，仍有低矿化度的承压自流水可利用，矿化度1~3 g·L^-1[1]。

根据土壤分区的等级系统，腾格里沙漠土壤属于西北部干旱土壤区域(全国土壤分区系统中的一级区)，中温带正常干旱土、砂质新成土地区(全国土壤分区系统中的二级区)，阿拉善高平原干旱砂质新成土、钙积正常干旱土区(全国土壤分区系统中的三级区)^[3]。

为了更好地汇总历史资料，同时便于更深入认识研究区土壤分布格局和演变，以科学性、完整性、系统性、实用性、可扩展性和兼容性等为信息分类基本原则，依据土壤发生分类和中华人民共和国国家标准中国土壤分类与代码(GB/T 17296-2009)，建立腾格里沙漠土壤分类系统。本研究采用的土壤分类系统为层级分类系统，采用四级分类制，从高级到低级的分类单元分别为土纲、亚纲、土类、亚类。其中土纲用于界定水、温等主要土壤成土条件，亚纲用来进一步区分土纲内成土条件与过程的差异，土类表达成土条件引致最典型的土壤特征，亚类表达土类内成土条件引致剖面特征的进一步分异^[4-6]。

以第二次全国土壤普查的中国土壤^[4]、内蒙古土壤^[1]、宁夏土壤^[7]、甘肃土壤^[8]、中国科学院沙坡头沙漠研究试验站观测资料成果以及宁夏沙坡头国家级自然保护区综合科学考察成果资料为基础，通过实地考察验证，最后形成了腾格里沙漠土壤分类系统。该分类系统共有13个土类，30个亚类，分别归属于7个土纲和10个亚纲（表1）。

土壤分布特征受地形、母质、生物、气候等自然因素和人为活动的综合作用影响，土壤的水平地带性分布主要与大气候带及地带性植被相一致，不同的生物气候带形成不同的土壤，即使在同一生物气候带内由于某一个或几个成土条件的变化，土壤也随之发生变化。中小地形、成土母质和水文地质等条件变化引起土壤有规律的变化，形成特殊的土被结构和土壤组合，形成一定范围内土壤的中域和微域分布的空间组合^[1]。本研究基于中国土壤类型分布图^[4]、内蒙古土壤类型分布图^[1]、宁夏土壤类型分布图^[7]、甘肃土壤类型分布图^[8]以及实地调查数据，使用30 m分辨率的全国土地覆被分类系统以及土地覆被数据产品^[9]， 建立腾格里沙漠土地覆被类型与土壤类型的对应关系。同时基于人工目视解译方法，建立目视解译标志。使用国产环境减灾小卫星星座HJ-1A/B多光谱遥感数据和Landsat 8 OLI TIRS 系列卫星数据，获得腾格里沙漠土壤类型分布图。人工目视解译方法对人员基础知识要求高、费时费工，但其特点是精度高、背景知识应用充分。利用实地调查数据，通过目视解译方法对分布图进行反复修正，确保准确度超过95%。腾格里沙漠土壤空间分布特征详见图1。腾格里沙漠各类型土壤面积及不同行政区各类型土壤面积见表2、3。

与中国土壤类型分布图（1∶20000000）^[4]、内蒙古土壤类型分布图（1∶6000000）^[1]、甘肃土壤类型分布图（1∶5000000）^[8]相比，基于30 m分辨率遥感数据完成的腾格里沙漠土壤分布图具有更高的精度（1∶10000），精细地呈现了腾格里沙漠分类系统中的13个土类以及分布面积最大的风沙土的3个亚类固定风沙土、半固定风沙土和流动风沙土的空间分布特征，同时体现了腾格里沙漠不同行政区（阿拉善右旗、阿拉善左旗、民勤县、武威市凉州区、古浪县、景泰县、中卫市）土壤类型的分布特征和面积，可以作为腾格里沙漠及不同行政区生态系统保护、风沙危害区生态恢复以及土地利用规划的重要依据。

地带性土壤在空间上随气候、生物条件的变化而呈带状分布的特征。漠境地带性土壤是指分布在沙漠地区与生物气候带相一致的广阔地域，土壤成土过程主要受大气降水和温度影响，具有显著地带性特征的土壤，主要分为干草原带、荒漠草原带和干旱荒漠带的地带性土壤^[10]。腾格里沙漠的地带性土壤主要是荒漠草原带地带性土壤（棕钙土和灰钙土）和干旱荒漠带地带性土壤（灰漠土和灰棕漠土）。

由干草原向荒漠过渡的荒漠草原带，在自然地理上包括荒漠草原和草原化荒漠两个亚带。这里的地带性土壤是棕钙土和灰钙土，前者分布偏北，介于栗钙土和灰漠土之间，气温稍低；后者分布地区偏南，介于黑垆土与灰漠土、灰棕漠土之间，气温较高，热量条件接近暖温带。这两类土壤在中国土壤系统分类（2001年）中相当于正常干旱土，相当于国际土壤资源参比基础（WRB，1998年）中的钙积土和美国土壤系统分类（ST,1999年）中的一部分旱成土。这两类土壤的形成都以草原土壤腐殖质累积和钙化过程为主，但也具有荒漠土壤形成过程的某些特点。由于土壤的淋溶状况和生草化现象较为显著，因此也与荒漠土壤的形成过程有所不同^[3]。

中国干旱荒漠带地域辽阔，西起准噶尔盆地以西山地和帕米尔高原，东至贺兰山和桌子山，北自乌伦古河和中蒙边界，南达昆仑山，包括新疆、甘肃、青海、内蒙古和宁夏等省（自治区）的大部分或一部分，面积约占全国总面积的1/5左右，它是整个欧亚大陆中心干旱区的重要组成部分。腾格里沙漠位于这一区域的东部，根据热量条件的地域分异，腾格里沙漠属于温带荒漠。由于位处内陆，受海洋气流的影响微弱，因而气候干旱、降水稀少。在这种条件下，形成的地带性土壤有灰漠土和灰棕漠土。灰棕漠土是典型的温带荒漠土壤，是温带荒漠边缘的过渡性土壤。这些土壤类型相当于中国土壤系统分类（2001年）中的正常干旱土、美国土壤系统分类（ST，1996年）中的旱成土、国际土壤资源参比基础（WRB，1998年）中的石膏土和钙积土。此类土壤具有的共同特征是，具有多孔状的荒漠结皮、腐殖质含量低，石灰含量高且表聚性强，土体中石膏和易溶盐聚积明显，存在残积黏化和铁质染红特征以及整个剖面的厚度较薄和砾石含量多等。在成土过程方面主要表现为钙化、石膏化和盐化作用以及弱的铁质化和残积黏化作用，同时风成作用也相当强烈^[3]。

棕钙土主要分布在贺兰山西侧山前洪积扇（倾斜平原、台地）^[1]，面积较小，为9.71 km²，仅占腾格里沙漠总面积的0.019%。灰钙土在宁夏境内分布在中卫香山以北及黄河冲积平原两侧的高阶地和洪积扇^[7]，在甘肃境内广泛分布在古浪裴家营以西至高台县红崖子，以及中部白银、武威等地的黄土梁峁、低山丘陵、河谷低地和冲积平原上^[8]，面积为174.53 km²，占腾格里沙漠总面积的0.34%。灰漠土在腾格里沙漠东北缘的阿拉善高原和沙漠间的丘间平地广泛分布，在腾格里沙漠东缘和南缘，顺贺兰山西麓南下沿腾格里沙漠东南边缘向西南至景泰米家山以北，以及武威盆地和古浪河冲积平原末端均有分布^[1,8]，是腾格里沙漠主要的地带性土壤，面积2 480.80 km²，占腾格里沙漠总面积的4.86%。灰棕漠土主要分布在腾格里沙漠西北缘靠近雅布赖山的区域，面积仅次于灰漠土，为2 138.16 km²，占腾格里沙漠总面积的4.19%。

风沙土是干旱、半干旱生境下由风积沙母质形成的土壤，是腾格里沙漠最主要的非地带性土壤，面积占区域总面积的83.65%。其中流动风沙土面积最大，为32 465.20 km²，占腾格里沙漠总面积的63.64%。半固定风沙土面积次之，为9 686.53 km²，占腾格里沙漠总面积的18.99%。固定风沙土面积较小，为524.37 km²，占腾格里沙漠总面积的1.03%，主要分布在沙漠东缘、东南缘以及南缘，沙漠内部在丘间地和湖泊周围零星分布。

除了地带性土壤和风沙土外，腾格里沙漠还分布其他非地带性土壤。在干旱、风沙、盐碱的环境下，曾经有过和仍然维持的微域水环境，如腾格里沙漠腹地分布了大大小小400余个湖泊，沙漠边缘的泉水带，以及人工绿洲，加之生物、利用、流域位置等多尺度时空要素的叠加，形成了特征鲜明的沙漠地区非地带性土壤，是沙漠地区干旱背景与水成环境长期相互作用的产物，它们也支撑了沙漠文明。主要有草甸土、沼泽土、盐土、漠境盐土、灌淤土、灌漠土、潮土和石质土等类型。

草甸土分布在山麓洪积扇缘、冲积细土平原下部底平洼地，以及河流沿岸的河漫滩、河床低阶地和冲积扇缘泉水溢出带，多与沼泽土、草甸盐土等形成复区。本土类分布在民勤、武威冲积细土平原下部的底平洼地以及沙漠腹地湖泊周边^[8]，是分布最小的一个土壤类型，面积仅1.93 km²，占腾格里沙漠总面积的0.004%。

沼泽土多位于湖泊或季节性积水洼地，是长期积水或季节性积水的条件下生长沼泽植被发育起来的非地带性土壤。腾格里沙漠内部湖泊众多，沼泽土主要分布在这些湖泊周围低地，常与草甸土和盐渍化土壤呈复区分布，面积为48.05 km²，占腾格里沙漠总面积的0.09%^[1]。

盐土是可溶性盐累积到各种作物都不能生长的土壤，在地理上亦反映出盐土量和质的水平分布及微域分布规律。从东至西逐渐增多，在沙漠腹地查干布拉格等苏木以及腾格里沙漠西部的石羊河下游民勤湖区大面积分布，面积为1 016.61 km²，占腾格里沙漠总面积的1.99%。

漠境盐土是在荒漠和半荒漠气候条件下特有的土壤，不受地下水影响，主要分布于山麓洪积平原及高平原封闭洼地以及湖盆边缘地带。本土类主要分布在巴彦吉兰泰（原锡林高勒苏木）、巴彦诺日公苏木（豪斯布尔都）等苏木^[1]，面积为104.52 km²，占腾格里沙漠总面积的0.20%。

灌漠土是荒漠绿洲地带自然土壤经长期灌耕种植利用，定向培肥而成。广泛分布于荒漠绿洲地带，分布于腾格里沙漠西部和西南缘的灌溉农业区^[8]，面积1 337.37 km²，占腾格里沙漠总面积的2.62%。

灌淤土是具有一定厚度的灌淤熟化土层，经长期的灌水落淤与人为耕作施肥交迭作用逐渐形成，是引黄灌区的主要耕种土壤。在腾格里沙漠东南缘黄灌区有分布。面积较小，为74.14 km²，占腾格里沙漠总面积的0.15%

潮土是发育在河流冲积物和湖相沉积物上，是草甸土、林灌草甸土和部分沼泽土及盐土等在开垦后，经长期灌溉耕耘演变而成的一种农业土壤，土壤剖面不仅有耕作熟化过程，还受地下水强烈影响，因而还有潮化过程和盐化过程。广泛分布于石羊河流域^[8]。面积为235.63 km²，占腾格里沙漠总面积的0.46%。

石质土是分布在石质山区，发育在各种基岩风化物上的幼年土壤，土层薄且多含砾石，其下为基岩，没有明显的发生层次。在腾格里沙漠零星分布，面积为716.59 km²，占腾格里沙漠总面积的1.40%。

腾格里沙漠地处阿拉善高平原的东南部，被群山环绕，是一个山间构造盆地。内部沙丘、湖盆、山地残丘及平原交错分布，多种多样的土壤母质、水文地质条件和人为活动的综合作用致使腾格里沙漠的土壤类型复杂，共有13个土类，30个亚类，分别归属于7个土纲和10个亚纲。分布有与生物气候条件相适应的地带性土壤，分别为棕钙土、灰钙土、灰漠土和灰棕漠土。受风沙作用形成的特有风沙土是腾格里沙漠最主要的非地带性土壤，面积占区域总面积的83.65%。受局部水文地质条件和人类活动影响作用形成的非地带性土壤类型，主要有草甸土、沼泽土、盐土、漠境盐土、灌淤土、灌漠土、潮土和石质土。地带性和非地带性土壤共同形成多个土壤中微域组合分布特征。腾格里沙漠土壤分布特征是区域生态系统保护、土地利用规划以及风沙危害区生态恢复的重要依据。