干旱是影响黄土高原植被建设的关键因素,林草植被对土壤水分时空分布及影响机制,尤其是植被类型对降雨入渗的影响和植物利用土壤水分规律探索,有助于重建该地区林草植被。是木文以晋西黄土区吉县蔡家川流域人工刺槐林地、天然次生林地和天然草地为研究对象,通过0-4m 土层土壤水分定位观测、染色示踪实验和氢氧稳定同位素示踪技术进行研究,得到了如下主要研究成果:(1)垂直土壤剖面上,在0-100 cm 土层,天然草地的土壤水分显著高于天然林地,天然林地的土壤水分又显著高于人工林地;而在100-400 cm 土层土壤水分,草地显著高于林地,人工林地和大然次生林地差异不显著。从坡底到坡顶,人工林地100-400 cm 土层土壤水分呈现降低趋势,而0-100 cm 土层土壤水分趋势不明显;天然草地土壤水分呈降低趋势,天然林地土壤水分变化趋势不显著。严重干旱年三种植被类型在整个生长季均以土壤水分消耗为主,平水年人工林地和天然林地以土壤水分消耗为主,天然草地部分坡位以入渗补给为主,中度湿润年,三种植被类型在整个生长季均以入渗补给为主,严重干旱年人工林和天然林100-200 cm和天然草地0-100 cm土层土层水分严重亏缺。(2)影响不同土层土壤水分的因素随不同时段而变化。冗余分析结果表明,在严重干旱年和平水年0-200 cm 土层土壤贮水量主要受坡度和坡向影响,200-400 cm 土层土壤贮水量受植被类型影响,而在中度湿润年,植被类型影响0-100 cm 土层土壤贮水量,地形影响100-400 cm 土层土壤贮水量。不同时段影响0-400 cm 土壤贮水量的环境因子的前向选择和蒙特卡洛检验表明,在正常条件下,植被类型是控制0-400 cm 土层土壤贮水量的主导因素;在严重干旱条件下坡向和坡位在控制0-400 cm 土层土壤贮水量上占主导地位。(3)优先流和入渗格局可以通过染色示踪实验与土壤水分运动准确表示。沿优先流通道的入渗量(PIV)和优先流对总渗透量的贡献率(Contribution)可以有效的评估优先流发育程度。在坡上和坡中处,大孔隙流占主导地位,与刺槐林地相比,天然林地由于其丰富的表层根系导致其优先流发育程度、优先流贡献率和入渗水的空间变异性更高。在坡下处,由于石粒的存在,侧向流占主导地位,且刺槐林地的优先流贡献率和入渗水的空间变异性高于天然林地。(4)在两场中雨事件中,降雨仅渗入表层土壤(小于40 cm),而在短历时高降雨强度的118.1 mm大暴雨事件Ⅱ和长历时低降雨强度的186.9 mm大暴雨事件Ⅲ中入渗深度分别为60 cm、160-200 cm。在四场降雨中,长历时低降雨强度的186.9 mm大暴雨事件Ⅲ产生的入渗量最大。整个研究剖面中,0-20 cm 土层蒸散发量最高。随着降雨结束后时间的推延,林地与草地的蒸散发呈现不同的规律。(5)在长时间未发生降雨条件下,刺槐林地主要利用80-100 cm的土壤水分,天然林地更多的利用60-100 cm的土壤水分,而天然草地主要利用0-40 cm的土壤水分。人工林地和天然林地在降雨后1d主要利用表层土壤水分,在降雨后7d利用的水分向深层土壤移动,而天然草地主要利用表层0-20 cm的土壤水分。植物利用土壤水分主要依靠根系。人工刺槐林地和天然林地细根主要分布在0-80 cm,天然草地细根主要分布在0-40 cm。本论文基于长期的野外观测数据,探讨了晋西黄土区坡地土壤水分时空分布及影响机制,深化了对该地区坡面土壤水分盈亏、降水入渗和植物利用等问题的科学认识,为该地区植被配置提供理论指导。