沙坡头黄河南灌区通过引黄与扬黄水利工程的建设,打破原有水分限制的土地开发瓶颈,把荒漠草原转化为耕地与园地,提高了土地生产力,实现了绿洲的梯级开发。多片扬黄新灌区的开发加快了宁夏山川的绿洲化速度,一定程度上扼制了沙漠化进程,达到了“逆沙漠化效果”,降低了沙尘暴发生频率,产生了较为广泛的生态和社会学意义。与此同时,这种从低位到高位的灌溉绿洲开发模式是否在空间和时间上带来一定的生态影响一即产生生态累积效应,是一个既有生产意义也有学术深度的问题。生态累积效应通常是指性质相同的活动通过加和作用、或性质不同的活动通过交互协同作用,使生态环境效应在一定的时间和空间内累积后使得在其外部状态和内部结构上发生的根本性变化。从景观与土壤两个方面入手,分析了沙坡头黄河南灌区自2004～2017年的绿洲化过程的景观累积变化特征、土壤理化性质与土壤肥力变化特征、土壤水溶性物质空间累积特征。主要研究结论如下:1.景观累积变化特征灌区土地综合利用动态度在近14a呈增加趋势并在2014年达到最大值2.57%,土地利用类型变化强烈。在整个研究时段内,灌区土地利用表现为草地绿洲化、耕地果园化、耕地沼泽化。草地面积减少了159.03km2,主要表现为草地开发为耕地、园地、建设用地;同时亦有部分耕地在政策与经济驱动下转化为园地,造成耕地面积在2009年有所减小。灌区草地开发同时伴随着沼泽湿地面积的大幅度增加,是除园地外变化率最高的一种土地利用类型,其面积扩大为2004年的4倍,总面积达9.09km2,在一定程度上很好的指示了灌区的开发程度。从灌区景观整体而言,近14a的开发,使得灌区破碎度增加,斑块之间的连通性降低,景观异质性增强,灌区内景观处于均衡化、多样化发展。不同土地利用类型景观变化特征不同,其中园地斑块连通性增强、景观优势度不断增大,草地与耕地斑块形状趋于规则化,建设用地破碎度与离散度均表现为增加,沼泽湿地破碎度增加但在基本道路设施的影响下其形状趋于规则化。2.土壤理化性质累积特征新灌区草地被开发初期土壤全氮(TN)、有机碳(SOC)显著降低(P<0.05),土壤表现为一定程度的粗化,但随着开发时间的延长,这种土壤性质发生显著变化。总体上看,绿洲化过程促进了土壤养分与粗黏粒的累积、降低了土壤pH,并与老灌区水浇地相近,尤其以成熟园地表现最为显著(P<0.05),但对土壤容重影响不显著(P>0.05),土地管理方式是新灌区水浇地与成熟园地土壤性质存在差异的主要原因。与此同时,新灌区绿洲化加速了老灌区水浇地沼泽化,使得土壤中碱解氮(AN)累积,而土壤磷(P)元素流失,土壤粗化、土壤pH与土壤容重降低。整个灌区土壤分形维数介于2.58～2.78之间,均表现良好,与土壤黏粒、粉粒、砂粒均具有较好的相关性,且土壤粒径与土壤养分之间亦具有较好的相关性。基于土壤理化性质之间较好的相关性进行的土壤肥力分析表明,土壤综合肥力表现为沼泽湿地>老灌区水浇地>成熟园地>新灌区水浇地>草地>新地,表明沼泽湿地是灌区土壤养分汇聚场所,绿洲化改善了土壤状况,提高了土壤肥力。3.土壤水溶物累积特征研究区土壤水溶氟、土壤硒、土壤盐分三种水溶物整体表现为北部黄河冲积平原显著高于南部南山台地。其中,土壤水溶氟于清水河入黄断面、南山台子陡坎与黄河的狭湾处累积。土壤硒在黄河冲积平原沼泽湿地大面积分布区累积,且存在一定的表聚现象。新灌区的土地开发在一定程度上使得土壤硒处于流失状态,使区域丧失了高硒区优势。土壤盐分主要在灌区东部、地势最为低洼平坦、沼泽湿地大面积分布区累积,土壤为中度盐化土,其次在永康镇南山台子下、扬水泵站下累积,土壤为轻度-中度盐化土。南山台子东部由于其开发较晚、开发程度较低,其土壤盐分在一定程度上可代表区域土壤盐分本底状况,处于非盐化水平。土壤水分是灌区土壤水溶物发生迁移、累积的主要动力与原因。其中,土壤养分TP、AP、TN、AN对土壤水溶氟积累的影响高于土壤酸碱度、高于土壤粒径;对土壤硒的影响表现为土壤养分高于土壤粒径、高于土壤酸碱度;地形、灌溉制度、土层结构是造成灌区土壤盐分发生不同程度累积的主要原因。在对黄河水利进行进一步梯度开发和引黄灌溉面积有可能大规模扩大的今天,针对典型范例开展生态累积效应研究,深化对新老灌区生态关系的认识,可以在一定程度上解答高扬程人工绿洲开发正负生态效应方面的争论,对重大水利和农业开发活动的生态环境后评价提供依据。