本研究以伊犁草原黑钙土为研究对象，采用常规分析方法测定了土壤理化指标，分析了各样地理化性质的变异性，采用相关性分析研究了土壤理化性质之间的相关性，应用回归分析建立了土壤有机质与土壤理化性质之间的回归模型，并通过主成分分析与系统聚类分析相结合的方法，对伊犁草原黑钙土的质量进行了评价。研究结果表明：1）研究区草原黑钙土理化性质的含量范围分别是：有机质为23.22-122.65g/kg，碱解N为15.00-169.15mg/kg，速效P为1.27-14.5mg/kg，速效K为72.10-374.21mg/kg，全P为1.05-1.72g/kg，全K为21.37-48.36g/kg，CEC为3.13-36.03cmol(+)/kg，pH值为7.30-8.36，土壤比重为2.46-2.70，容重为0.83-1.17g/cm3，总孔隙度为56.34-66.87%，土壤砂粒为4.10-48.30%，粉粒为45.75-75.00%，粘粒为2.95-20.90%，含水量为4.29-44.96%。2）研究区草原黑钙土随着土壤深度的增加，土壤物理性质变差，土壤逐渐变的紧实，通气透水性变差，土壤pH值增加，土壤养分含量降低，且具有明显的垂直分层现象，特别是有效养分含量随着土壤剖面的加深而急剧减少，土壤表层呈现明显的养分富集现象。3）研究区草原黑钙土各样地间理化性质的变异性呈弱变异或中等变异，均未达到强变异程度。总体来看，土壤化学性质的变异性大于物理性质的变异性。土壤化学性质中，速效P的变异系数最大，其次变异程度由大到小分别是CEC、碱解N、有机质、速效K、全K、全P、pH。土壤物理性质中，含水量的变异程度最大，其次变异程度由大到小分别是含水量、粘粒含量、砂粒含量、粉粒含量、容重、总孔隙度、比重。4）综合研究区草原黑钙土各理化性质之间的相关性分析及回归分析结果可知，土壤理化性质间的相关性大体上随土壤剖面的加深而减小。土壤有机质与速效养分相关性较密切，有机质的含量是制约土壤养分有效性的关键因素，其中有机质含量与碱解N、速效P含量均存在显著或极显著的正相关关系，但与速效K含量的相关性未达到显著水平。土壤有机质对碱解N的影响最大，土壤有机质含量的高低直接影响土壤N素的供应水平。5）本研究通过残差分析结合T检验及回归模型的拟合情况对回归模型的适用性进行了验证，结果显示土壤速效K、粉粒与有机质建立的回归模型的拟合优度r2较低，不建议在今后的生产活动中将速效K和粉粒分别与有机质建立的回归模型用作实际预测，但其它回归模型能够在今后的农牧业生产预测中使用。6）本研究提取了3个主成分，能解释研究区土壤质量特征79.18%的信息。第1主成分的贡献率达到60.38%，它包含了土壤质量指标中大多数的信息，土壤有机质、碱解N、速效P、全P、CEC、pH、比重、容重、总孔隙度、粘粒、含水量是决定土壤质量的关键因素。通过对土壤质量综合指标值的聚类分析，研究区土壤质量分为最优、优、良、中、差5个等级，土壤质量属于中等以上(最优、优、良、中等)的样地所占全部研究样地的比例为79.17%，因此基本可以判断研究区的土壤质量属于中等水平。