土壤水分是生态水文过程研究的重要变量，是干旱半干旱地区植被生长的关键限制因子，植被-水分关系是生态水文研究的热点和难点。退耕还林还草是黄土高原重要的生态恢复措施，在自然恢复过程中，草本群落与土壤水分特征均发生明显变化。目前对草本群落演替中群落组成结构、演替序列，物种多样性与土壤水分的变化进行了较多研究，但是草本群落特征与土壤水分的关系和作用机制还不明确。因此，研究黄土高原退耕地恢复演替过程中草本群落特征与土壤水分关系，有助于深入理解植被-土壤-水分过程关系和植被恢复的适应机理，并可为提升黄土高原生态恢复的可持续和适宜性提供科学依据，具有重要意义。
      本研究采用了空间序列替代时间序列的方法，在六道沟小流域选择3 个不同退耕年限（退耕5 年，15 年，30 年）的典型自然恢复草地群落，在2014-2015年对草本群落特征、根系和叶片形态特征和土壤水分动态进行调查和监测。分析退耕地自然恢复演替过程中草本群落特征和土壤水分的变化规律，比较了不同退
耕年限草地群落土壤水分对降雨的动态响应与土壤水分收入和支出过程。在上述
工作基础上，分析了不同演替阶段植被群落组成结构、优势种更替和物种多样性
与土壤水分的关系，探讨了草本群落演替对土壤水分变化的适应机制。主要结论
有：
（1）随着恢复演替的进行，先锋植物茵陈蒿逐渐被具有高比叶面积的多年
生豆科植物胡枝子和具有低比叶面积，高根系发育和高根冠比的多年生禾本科植
物长芒草所替代，物种多样性指数（多样性指数，丰富度指数，均匀度指数）在
退耕15 年或30 年明显提高。
（2）演替增加了土壤水分的收入和支出，最终提高了生长季土壤蓄水量增
量。在0-10cm 土层，不同退耕年限草地群落差异不明显，降雨前土壤含水量均
处于较低水平，在10-40cm 土层，不同草地群落土壤含水量在降雨前后差异不同；在40-120cm 土层，土壤水分在退耕5 年较高，在退耕15 年出现降低，在退耕30 年有所恢复。
（3）次降雨事件中土壤含水量过程线呈现两拐点三阶段（上升、平台和衰减期）特征，平台期是产流的主要阶段，Logisitc 模型可以定量刻画土壤水分变化对降雨的实时响应过程。雨强较大时，退耕5 年草地群落土壤水分几乎没有补给。退耕5 年草地群落降雨入渗土壤较浅，不同深度平台期历时均最长，退耕15 年草地群落表层（0-10cm）土壤水分对降雨的响应明显，而退耕30 年草地群落较深层（20-40cm）土壤水分对降雨的响应更明显。
（4）多年生禾草对土壤水分改善具有重要作用，其地上生物量与土壤蓄水量增量和土壤水分收入均呈正相关。物种丰富度与20-60cm 土层土壤蓄水量增量和40-60cm 土层土壤水分收入呈显著正相关。在表层（0-20cm），物种多样性与土壤蓄水量增量间的关系受植被水源涵养和水分消耗之间的权衡关系以及功能群组成变化的影响。