土壤大孔隙是土壤的重要组成部分,不仅为土壤水、土壤气体和土壤生物提供赋存的空间,同时也为其提供迁移的路径。土壤的孔隙状况,尤其是土壤大孔隙的性质,决定着土壤中水分流速、流量、流态以及持水性能等。污水（中水）中的污染物可以通过土壤大孔隙快速向深层土壤和地下水中迁移。目前,有关土壤大孔隙的定义、分类和影响机制仍不够明确。因此,探索土壤大孔隙特征及影响机制对于丰富土壤大孔隙及土壤优先流理论和地下水中污染物的消减防治具有重要的理论意义和现实意义。本研究通过野外调查、采样分析和土柱模拟试验,以近60年灌溉历史的石家庄栾城污水灌溉区为研究区,阐明了研究区土壤理化性质、微生物群落组成和结构特征,基于CT扫描技术明晰了土壤大孔隙数、大孔隙度、孔隙成圆率、分形维数、连通性密度等孔隙参数的分布特征,通过PCA-MLR模型厘清了污灌活动、季节变化、干湿交替、土壤蚯蚓等因素对土壤大孔隙的影响程度。主要结论如下:（1）阐明了污水灌溉对土壤理化性质、微生物性质和大孔隙特征的影响效应。污水灌溉导致土壤EC、有机碳、盐分和重金属含量显著升高,引起土壤微生物群落组成、结构及功能发生显著变化。污水灌溉增加了土壤中变形菌门和厚壁菌门的相对丰度,而降低了放线菌的相对丰度。线性判别效应量分析（LEf Se）发现有与污灌显著相关的14个标志物种,它们隶属于变形菌门和厚壁菌门。污灌使得土壤大孔隙数、大孔隙度、分形维数和连通性密度降低。随着污灌时间的增加,土壤大孔隙数和大孔隙度在30-40 cm土层上具有显著减小的趋势。（2）明晰了污灌区土壤大孔隙的时空特征。在季节上,污灌区土壤大孔隙数、大孔隙度、孔隙成圆率、孔隙分形维数和连通性密度具有显著的变化特征,其中土壤大孔隙数、大孔隙度、分形维数和连通性密度均以春季最高,冬季最低;而孔隙成圆率以夏季最高,春季最低。在空间上,上述土壤大孔隙参数具有明显的变化特征,其中土壤大孔隙数、大孔隙度、分形维数均以向日葵地最高,荒地次之,小麦地最低;而连通性密度以荒地最高,向日葵次之,小麦地最低。（3）探明了灌溉水质、干湿交替、蚯蚓活动对土壤大孔隙的影响效应。在三种水质模拟灌溉条件下,水化作用的膨胀效应导致了土壤体积及土壤大孔隙数的增大,但是悬浮物对土壤大孔隙具有明显的堵塞作用,从而掩盖了水化作用,使得土壤的大孔隙度降低。干湿交替过程导致土壤结构遭到破坏,使得土壤粘粒分散,从而降低了土壤大孔隙数、大孔隙度和连通性密度。短时间的蚯蚓活动破坏了土壤的团聚体结构,导致土壤大孔隙数、大孔隙度、分形维数和连通性密度均显著降低。（4）揭示了土壤大孔隙特征的影响机制。基于PCA-MLR模型,得到了在不同影响因素下,污水灌溉区土壤大孔隙参数差值的多元线性回归模型。污灌活动、蚯蚓活动和季节变化是影响土壤大孔隙特征的重要因素,其中污灌活动对土壤大孔隙数、大孔隙度和孔隙成圆率的影响程度分别为73%、54%和63%,蚯蚓活动和季节变化共同的影响程度为27%、46%和37%。通过蒙特卡罗模拟,对该回归模型的不确定性进行了分析,得到了在不同影响因素下,污水灌溉区土壤大孔隙数差值的置信区间为（-29.74,16.05）。图30幅,表38个,参考文献212篇。