随着土壤关键带和水文土壤学研究的深入，优先流定量表达与土壤结构和分层作用、原位水流和化学传输，土壤发生与土壤水文和土壤变化是水文土壤学亟待解决的两个研究地球关键带的科学问题。由于优先流快速流动特性，溶质未经过土壤胶体吸附等传统基质流过程，大气降水和地表径流等水资源形式通过优先流路径将溶质快速向深层土壤和地下水运移，致使水土养分流失，地下水污染。另一方面优先流发育改变地表径流过程，发育程度高的优先流甚至造成如泥石流，滑坡等地质灾害。优先流研究不仅是地球关键带研究重点，而且是环境生态与灾害防治研究重点。　　本文系统介绍优先流及其路径的概念、类型、运移特征、相关理论、目前存在的问题以及未来的发展趋势，分别以中国科学院贡嘎山森林生态系统定位监测站冰川退缩迹地和垂直带谱以及德国厄尔士山萨克森州森林保护区森林土壤优先流为研究对象，通过野外染色示踪试验与室内图片分析及元素化学分析实验紧密结合，系统分析了包含海螺沟冰川退缩迹地以及贡嘎山垂直带谱的贡嘎山森林土壤优先流类型、分布特征、溶质运移路径和规律、优先流路径以及优先流形成的驱动影响因子，研究结果对研究区域的径流形成、土壤溶质元素迁移、地表地下水质净化等具有一定的理论指导及技术支撑作用。　　研究结果表明:　　(1)通过野外土壤剖面染色示踪以及室内图片分析优先流路径分布表征因子（优先流染色面积比，优先流分数，优先流路径染色图片长度指数以及优先流程度评价指数）分析成土过程、林分类型以及土壤类型对优先流路径分布影响。结果发现，随着成土作用加强土壤优先流发育越加成熟，阔叶林土壤优先流较针阔混交林发育较好，研究样地渍水土土壤优先流较疏松岩性土发育成熟。　　(2)通过不同土壤类型的贡嘎山和厄尔士山土壤优先流路径磷形态对比，运用主成分分析和配对T检验方法分析环境因子对土壤优先流路径中磷形态影响发现，贡嘎山疏松岩性土壤优先流路径对总磷贡献率随着深度递减，而厄尔士山渍水土壤则递增。两个样地土壤即时生物有效无机磷的贡献率变化规律与总磷相反。厄尔士山渍水土壤潜在生物有效无机磷在土壤底层存在一定的富集。总体上，土壤优先流路径对于总磷、即时生物有效无机磷、有机磷贡献率变化较大，而对潜在生物有效无机磷和闭蓄态磷贡献率比较稳定。通过对土壤优先流分布特征参数（优先流染色面积比和优先流评价指数）和土壤总磷和磷形态使用Pearson相关性检验，分析结果发现不同土壤类型的优先流路径分布对磷形态影响不同。其中贡嘎山疏松岩性土壤优先流发育程度与潜在生物可利用无机磷和有机磷贡献率呈显著正相关（相关系数介于0.712-0.950之间），而同磷灰石磷和总磷显著负相关（相关系数在0.701-0.905之间）;即时生物有效无机磷和磷灰石磷与厄尔士山渍水土壤优先流发育程度显著正相关（相关系数介于0.405-0.669之间），而与有机磷和总磷的贡献率呈负相关（相关系数介于0.580-0.659之间）。　　(3)通过对贡嘎山海螺沟冰川退缩迹地和垂直带谱土壤优先流常量元素和重金属研究，运用富集因子法发现，在土壤优先流和基质路径中，溶质元素分为保守溶质，反应性溶质以及介于二者之间的溶质元素。铜和铅浓度在冰川退缩迹地土壤优先流路径和基质路径相差不大，没有显著性差异。而土壤0-10 cm优先流路径中镉、锌浓度显著高于土壤基质路径。同样在垂直带谱森林土壤中，阔叶林土壤和针阔混交林的优先流路径镉平均浓度大于基质流路径概率均为75％，所以结果表明土壤优先流路径对镉在土壤中运移有较强的滞留效应。　　(4)通过根系特征和砾石特征指数与的分析，初步揭示根系及砾石对于土壤优先流路径分布的贡献率。阔叶林0-10 cm土壤优先流路径根重密度大于土壤基质路径3倍，说明表层和深层阔叶林土壤植物根系对优先流发育贡献率要高于中层土壤。土壤优先流中砾石质量密度和体积密度总体上大于基质流路径，说明砾石对土壤优先流的发生有一定的贡献率。　　(5)通过Spearman相关分析系数法分析环境因子与对应的土壤优先流路径分布表征因子，揭示优先流路径溶质运移与优先流路径之间关系。结果表明，Zn、Na、K、Mg和磷形态潜在生物有效态磷以及磷灰石磷与优先流图片分析因子存在显著相关关系。