以长武塬区王东沟小流域不同土地利用类型下的土壤为对象，采用染色示踪与图
像处理技术对农地、林地和草地土壤进行了灌水入渗染色示踪试验，同时测定了三种
土壤剖面的根系分布、容重和含水率变化，利用图像处理技术得出了剖面染色百分比，
对比分析了不同土地利用类型染色百分比的分布特征及其与土壤物理性质和根系指
标的关系；同时结合降雨入渗下大型土柱不同深度土壤含水率动态变化和降雨在不同
深度渗出量的观测，分析了降雨在大孔隙土壤中的入渗特征、以及降水补给土壤水的
滞后特征，取得如下研究结果：
（1）在0-30cm 土层深度内，林地和草地的容重要高于农地，在40cm 以下深度
农地容重普遍高于林地和草地；农地、林地和草地根系生物量范围分别为：
0.84-38.50g/m2、2.51-150.70g/m2 和0.88-217.61g/m2，在0-20cm 土层内根系生物量、
根长密度和根表面积指数分布表现为：草地＞林地＞农地，但在20cm 以下土层内这
三个指标的分布均为：林地＞草地＞农地，反映了同为黄绵土的三类土壤剖面孔隙度
存在着林地﹥草地﹥农地的分布特征；农地、林地和草地根系平均直径均＞0.5mm，
具备为水分入渗提供大孔隙通道的潜力。
（2）农地、林地和草地土壤中均存在大孔隙流现象。在有限补给情况下，农地、
林地和草地土壤剖面中染色剂的分布深度不同，分别可达到80cm、100cm 和95cm，
农地和林地平均染色深度主要在60cm 以上，草地在40cm 以上；土壤根系生物量、
根长密度和根表面积指数是影响染色剂分布的主要因子；根系平均直径和比根长对染
色剂分布的影响不显著，与根系连通性有关。相当于100mm 灌水量对农地、林地和
草地土壤水的补给深度不同，分别为200cm、100cm 和140cm。研究区土壤中普遍存
在水分再分布现象，农地、林地和草地水分再分布的范围分别为0-140cm、0-60cm 和
0-120cm。（3）大孔隙土壤中降雨对土壤含水率的影响主要集中在160cm深度以上，随着
入渗路径的增大，降雨的峰值信息被不断削弱；降雨量和雨强越大，土壤含水率对降
雨的响应越显著。降雨入渗湿润锋运移速率随雨强的增大而增大，随表层土壤初始含
水率的升高而下降；湿润锋运移深度同降雨量和雨强呈正相关关系，降雨量和雨强越
大，越有利于湿润锋向下运移。降雨对300cm深度土壤水的补给行为是普遍是存在的，
土层厚度愈大，降雨的入渗路径愈长，降雨入渗补给滞后时间越长。降雨入渗对
100-200 cm土壤水的补给滞后时间约为15-18d左右，对300cm深度土壤水的补给滞后
时间约为30-45d左右。
关键词：土地利用类型；染色示踪；图像处理；大孔隙流；染色百分比；水分入渗；
长武塬区