本研究先根据大气降雨与森林生态系统相互作用的时空顺序,测定并分析了大气降雨在秦岭火地塘林区四种林分（华山松、油松、锐齿栎和松林混交林）传输过程中,pH及水化学元素沿运移路径的变化,从而获知不同森林生态系统影响水化学元素沉降变化的关键层次,进而探讨不同林分不同层次对大气降雨水质的影响。在此基础上,运用主成分分析法对各林分各层降雨水质进行综合评价,筛选出对降雨水质影响的最佳林分及层次;再通过室内模拟降雨淋溶土壤方法,研究了不同浓度重金属及pH降雨对四种林分土壤酸碱度和吸附—解吸Pb、Zn、Cd的影响。为秦岭地区水源林的管理和营建提供科学依据。结果表明:（1）秦岭火地塘大气降水pH均值为6.03,降雨偏酸性。四种林分对偏酸性降雨pH均有较强的调升能力,调升效应顺序为:松栎混交林>油松>华山松>锐齿栎,松栎混交林效果最佳。华山松和锐齿栎调升pH的关键层次是林冠层,油松和松栎混交林起主要作用的是土壤层。四种林分林地土壤对模拟降雨酸碱度均有调节作用。模拟降雨pH在相同条件下,重金属含量越高,越能促进土壤对降雨pH的调升作用。（2）四种林分生态系统对大气降雨输入的Pb、Cd、Cr、NH₄⁺均有显著的吸附固定、净化效应。林冠层吸收利用、土壤吸贮固定是对NH₄⁺净化的主要方式,其中锐齿栎对其吸附净化率为71.15%,效果最佳;吸贮阻减Pb、Cd、Cr的关键层是林冠层。对Pb,以华山松林吸附净化率最高,为73.31%;对Cd,油松林吸附净化率最高,为84.09%;另外,锐齿栎和松栎混交林对SO₄^2-、Zn²⁺、Cr表现较强的吸附净化效应,而且均以松栎混交林吸附净化率最高,分别为60.28%、79.76%、19.00%。（3）降雨对四种林分生态系统中的NO₃^-、PO₄^3-、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Al³⁺表现淋溶效应。土壤层是输出水体中NO₃^-、Al³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Al³⁺的主要来源;对NO₃^-、PO₄^3-:华山松表现淋溶强度最大,淋溶增幅分别为3.41 mg·L^-1、0.48 mg·L^-1,林冠层、枯枝落叶层是淋溶关键层。对K⁺、Ca²⁺:锐齿栎淋溶强度最大,林冠层和枯枝落叶层是淋溶关键层。对Mg²⁺:松栎混交林淋溶强度最大,淋溶增幅为2.21 mg·L^-1。另外在华山松林中,SO₄^2-、Zn²⁺主要是由于林冠层和枯枝落叶层受到降雨的淋洗而增加。（4）降雨经过四种林分各层对其净化后,其水质均有一定的改善和提高。而且在四种林分相同层次降雨水体中,均是以松栎混交林水体水质最好,因此松栎混交林是四种林分中对降雨水质进行净化的最优林分。（5）模拟降雨在重金属浓度相同条件下,随降雨pH升高,四种林分林地土壤对Pb、Zn、Cd的吸附—解吸有不同效应。对Pb:华山松和松栎混交林林地土壤的吸附能力减弱,油松和锐齿栎林林地土壤吸附能力增强;对Zn:华山松和松栎混交林林地土壤吸附强度增强,油松和锐齿栎林林地土壤解吸强度增强;对Cd:四种林分林地土壤均是解吸强度减弱,吸附强度增强。（6）模拟降雨在pH相同条件下,当模拟降雨重金属含量较低时（M0、Min、Mv处理条件下）,降雨可对四种林分林地土壤中的Pb、Zn、Cd进行淋溶;当重金属含量较高时（Max处理条件下）,四种林分林地土壤可对其进行吸附净化。