秦岭南坡是我国南水北调中线工程的重要水源区。水源区森林多分布在该区中山地带。火地塘林区位于中山地带中心地段，森林生态系统在该地带具有较好的典型性。因此，探讨秦岭火地塘林区森林生态系统对径流的影响具有十分重要的现实意义。森林土壤是森林生态系统的重要组成部分，对产汇流过程的影响十分关键。本研究通过测定火地塘林区典型林分土壤大孔隙数量、水文性质以及根系、石砾和有机质含量等，探讨了森林土壤大孔隙空间分布特征及其对土壤持水、蓄水和导水性能的影响；同时，结合坡面壤中流出流特征和小集水区出口降雨洪水过程线，采用比较分析和机理探究相结合的方法，研究了土壤等对林区降雨产汇流过程的作用机制，可为正确认知森林生态系统对径流的影响提供部分科学依据。研究得出结论如下：（1）火地塘林区土壤大孔隙当量孔径主要分布在0.3～3.8mm之间；当量孔径>1.5mm的大孔隙密度较小；各当量孔径的大孔隙密度随土层分布基本呈现为上层大、下层小的特点，且垂直分布差异显著。0～60cm土层大孔隙平均面积比顺序为：针阔混交林>油松林>落叶阔叶林>华山松林。基于主成分分析，土壤有机质含量和根系分布为影响火地塘林区土壤大孔隙形成的主要因子；并与石砾、土壤酸碱度、草本盖度等因子共同作用而影响大孔隙的分布。（2）林区土壤水文物理性质具有明显的分层现象，基本表现为上层蓄持水和导水性能好于下层。其中，土壤滞留贮水量与当量孔径大于0.7mm的各级别大孔隙密度均呈极显著正相关关系（P<0.01）。不同当量孔径的大孔隙密度与饱和导水率呈显著正相关关系，当量孔径大于1.5mm的大孔隙密度决定了饱和导水率84%的变异；大孔隙率平均在1.6～13.3%之间，当其小于5%时，饱和导水率随着大孔隙率增大而增大。土壤大孔隙，尤其当量孔径大于1.5mm的大孔隙，对于森林土壤涵养水源的功能有着至关重要的作用。（3）土壤是森林生态系统影响径流的关键性因子，大孔隙的分布在其中起着很重要作用。大孔隙通过影响土壤水分的下渗和蓄存，来影响降雨产汇流过程。火地塘林区降雨强度一般都小于土壤下渗率，径流多以壤中流的形式汇集。林区土壤大孔隙数量、土壤持水、蓄水和导水性能具有明显垂直分层特征，在土壤A、B层间和B、BC（或基岩）层间形成两层壤中流。降雨量和雨强均较大时，森林土壤A、B层均有壤中流产生，A层疏松土质及较多的大孔隙促进水分垂直下渗和侧渗，使其产汇流速度较B层的快；有时通过大孔隙的深层透水，也可加快B层产流。强降雨时，会在小集水区出口形成两次洪峰，主要由于A层产汇流速度较快，而与B层壤中流产流不同步造成；雨量、雨强较小时，由于土壤大孔隙存在促使水分的蓄存和深层下渗，使汇流过程变缓，出现单峰。（4）火地塘林区，土壤表层未达到饱和时，其壤中流也可成为当次降水径流的主要来源。当I₁<P<I₁+S1时（P-降雨量；I₁-土壤基质入渗通量；S₁-大孔隙入渗通量），土壤表层大孔隙和微小孔隙都会吸收降水；且I₂>0（I₂-大孔隙向土壤基质的侧渗通量）。表层土壤大孔隙在暴雨径流中所形成的快速水流，控制着壤中流的产生，直接影响小集水区出口的洪水过程。