按照《土地利用现状分类》(GB/T21010—2017)，沙地是指表层为沙覆盖、基本无植被的土地，不包括滩涂中的沙地。在地理学中，沙漠是指分布在干旱区(年降水量小于200mm)的表层为沙覆盖、基本无植被的土地，而沙地则是指分布在半干旱区(年降水量为200mm-400mm)，表层为沙覆盖、基本无植被或植被稀疏的土地。
沙地土壤具有土粒松散无结构、肥力贫瘠、保水保肥性能差等特性。主要表现为：沙地土壤颗粒较大，但多为硅钙、石英、云母类矿物，硬度较高，亲水性差;土壤孔隙大，透水透气性好，但小孔隙少，毛细管作用弱，保水性差;有机质分解快、积累少，养分易淋失，肥力差;沙地土壤保水保肥能力差、温度不稳定，导致土壤微环境恶劣，微生物生存环境差。
农业生产过程中，若水分补充不及时很容易造成干旱。沙土中施肥见效快，作物早生快发，但无后劲，往往造成后期缺肥早衰，结实率低，籽粒不饱满，这类土壤既不保肥，也不耐肥;若一次施肥过多，不但会造成流失浪费，还会造成作物一时疯长。因此，沙地土壤耕种时需要改良。
人工土壤沙地改良机理
使用煤矸石制备的人工土壤进行沙地改良，可有效改善沙地土壤结构，增加其肥力，提高土壤的保水保肥性，丰富微生物群落。
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对土壤水分的影响
水分是限制干旱半干旱地区作物生长和生产力的关键影响因子。沙地土壤蓄水保水能力差，土壤蒸发量大，导致水分大量流失，影响作物生长。我国沙地主要分布在西北干旱区，年降水量小于200mm，但蒸发量是降水量的几倍，干燥度为2-4，水资源极为缺乏。
使用人工土壤对沙地进行改良，可提高沙地土壤的保水性，主要体现在以下几方面：
1)人工土壤中的粘土成分本身具有很好的吸水能力，能够吸收数倍于自身的水分，有效截留降雨和灌溉中的水分，还可减少土壤的无效蒸发，减少蒸发速率。
2)人工土壤中的粘粒，可发挥粘合剂的作用，将沙地中的微团粒聚集形成大团粒，改善沙地土壤结构，从而提高沙地土壤的蓄水保水能力。
3)人工土壤具有较高的阳离子交换量，可提高土壤肥力，对有机质的形成具有一定的促进作用，可提高土壤含水量。
4)人工土壤中的腐殖酸也具有一定的保水能力。
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对土壤肥力的影响
土壤肥力是衡量土壤能够提供作物生长所需的各种养分的能力，对植物生长具有重要的意义。沙地土壤的矿物质颗粒主要是砂粒，砂粒不像黏粒那样有黏结性，没有团聚体形成，同时，砂质土壤的矿物质颗粒主要是石英，植物养分贫瘠。
使用人工土壤对沙地进行改良，可显著提高土壤肥力：
1)人工土壤中具有丰富的营养元素，营养元素更全面、更均衡，植物生长所需从土壤中吸收的15种元素都包含其中，包括C、N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、B、Mn、Cu、Zn、Mo、Cl、Ni，可有效提升沙地的肥力。
2)人工土壤中具有一定量的腐殖酸，腐殖酸中的羰基和酚羰基具有强吸附能力，可减少氮素的流失，增强磷的固定，提高土壤中氮和磷的有效性。
3)使用人工土壤可有效改善沙地土壤结构，提高沙地保水性能，减少土壤养分随水分的流失，其次人工土壤中的粘土成分对养分具有一定的吸附作用，也可减少土壤养分的流失。
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对土壤微生物的影响
土壤微生物作为陆地生态系统重要的组成部分，在有机质分解、元素循环和养分周转等过程中扮演着重要的角色。
使用人工土壤对沙地进行改良，可有效增加土壤中的碳源和氮源，提高微生物群落的多样性。而土壤中的碳源和氮源是限制土壤微生物生长最主要的因子，其影响着微生物的生长和繁殖，从而对微生物群落多样性产生影响。
1)碳素
凡是可以被微生物用来构成细胞物质或代谢产物中碳素来源的营养物质，统称为碳源。主要种类有CO2、碳酸盐、糖、脂肪、醇类、有机酸等。主要功能为：用来构成细胞物质的骨架，并提供生理活动所需的能量。
2)氮源
凡是能被微生物用来构成菌体物质或代谢产物中氮素来源的营养物质统称为氮源。主要种类有分子态氮、氨、铵盐、硝酸盐等无机含氮化合物，尿素、氨基酸、嘌呤和嘧啶等有机化合物。主要功能为：用来提供细胞原生质和其他结构物质中的氮素。
总结
人工土壤可以从保水、保肥、优化土壤结构、促进微生物生长等方面改良沙地，得到保水性好、肥力强、土壤结构良好、微生物群落丰富的适宜植物生长的土壤环境，从而提高沙化土地的利用率，增加可耕种面积，促进当地农业的进一步发展。
