紫色土丘陵区是我国西南地区重要的农业产区，坡耕地是本地区主要的土地利用方式，密集的农业生产和特殊的土壤、水文特征是造成该地区水土流失和农田非点源污染主要原因之一。坡地径流不但是区域水文过程的重要组成部分，同时也是土壤侵蚀、面源污染和其它污染物迁移的重要影响因素。本文通过对降雨-径流过程中水文特征与各水体中氢氧同位素监测，利用同位素示踪技术与传统土壤学、水文学的研究方法，分析了本地区降雨同位素特征、降雨入渗和坡地产流机制，取得了以下研究结果:　　 (1)初步建立盐亭地区区域大气降水线(LMWL):δD=8.3δ18O+18.3。与全球大气降雨线相比(δD=8.0δ18O+10)，降雨δD和δ18O关系线斜率与截距均偏大，说明本区域内陆性水汽相比全球水平占有更重要的作用。本地区降雨同位素存在明显的降雨量效应和温度效应。全年氘盈余呈夏低冬高，说明本地区雨季降雨水汽来源于海洋，冬季水汽来源于大陆区域水循环。次降雨过程中δD和δ18O存在强烈的时间变异，玉米截留对降雨同位素分馏作用不明显。　　 (2)降雨主要通过活塞流的形式补给土壤水，降雨补给土壤水效率主要取决于降雨量、降雨强度和前期土壤含水量。在前期土壤含水量较高、低雨强情况下，降雨更容易替换土壤水。用陶土管法与真空提取法采集到的土壤水δD和δ18O有较大差异，说明土壤中的活动水和不动水并没有完全混合。　　 (3)在玉米生长期，紫色土坡地径流以地面下径流为主。在大雨强下产生少量的地表径流，其水源主要来自产流时的降雨;前期土壤水是壤中流与地下径流的主要水源，当前期土壤含水量高并且降雨强度较大时，前期土壤水在径流初期所占的比例较小;而在前期土壤含水量较小或雨强较低情况下，前期土壤水在产流初期径流所占比例较高。在整个径流过程中，前期土壤水在径流过程中所占比例与流量呈负相关关系，峰值流量时前期土壤水在径流中所占比例处于低值，说明降雨强度较大时存在降雨对径流的优先流补给途径。在前期土壤含水量和降雨量较大的情况下，壤中流与地下径流的产流机制不相同:壤中流的产生与降雨强度相关，当降雨强度大于某层土壤入渗率时即在该层之上产流，随径流发育壤中流发生层降低;地下径流是表层土壤水与降雨混合后，通过优先流的孔隙和缝隙到达岩层，产生地下径流。　　 (4)地面下径流是NO3--N输出坡耕地的主要途径，径流迁移的NO3--N与前期土壤水对径流贡献率存在显著的正相关关系。实现土壤水资源的高效利用，可能对养分流失起到有效的控制作用。