近日，水保学院长武站胡亚鲜副研究员课题组在Journal of Hydrology期刊上发表题为 “Hierarchical water partitioning across different scales in sloped field: evidenced by soil pore water isotopic signatures” 的研究论文。水土保持与荒漠化整治全国重点实验室为论文第一完成单位，硕士研究生李金卓为论文第一作者，胡亚鲜副研究员为通讯作者。
土壤水是陆地水循环的重要环节，其储存、运移和利用受到土壤结构、地形及水分运移路径的调控。传统研究大多聚焦土壤整体含水量动态变化，难以分辨不同孔隙空间水分循环速率和生态功能的差异。在坡耕地中，孔隙类型、土层深度和坡位如何共同决定土壤水分分配仍缺少系统研究。
该研究选取东北黑土区典型坡耕地，采用分级离心法提取土壤孔隙水，结合氢氧稳定同位素技术，从孔隙尺度刻画坡面土壤水分层级分配过程。研究发现，土壤水在不同孔隙之间的分布呈明显分异：微孔和细孔（<6 μm）储存了约83.5%的孔隙水；随孔径减小，孔隙水δ²H和δ¹⁸O总体富集；土层从10 cm加深至45 cm，δ²H和δ¹⁸O分别降低3.52‰和0.88‰；由上坡至下坡，两者分别降低约7.45‰和1.64‰（图1）。
氘盈余随孔径减小呈非线性变化（图2），中孔最高（5.13‰），细孔最低（−0.70‰），表明中孔水分更新较活跃、受蒸发影响较弱，细孔水分滞留时间较长、蒸发分馏更充分。坡位和土层深度显著改变土壤水循环（图3）。坡位由上坡至下坡，土壤水氘盈余（d-excess）整体升高（图2），表明下坡由于径流汇聚和水分积累，蒸发减弱、保水增强；氘盈余随土层加深总体增加3.56‰（图2），受大气蒸发影响减弱，土壤水分更趋稳定。
该研究发现坡耕地土壤水分存在“分层储存、差异循环”的机制（图3），深化了当前的相关认知，为气候变化背景下水资源高效利用和水土保持调控提供了新的理论支撑。
本研究得到国家重点研发计划青年科学家项目（2024YFD1502000）和国家自然科学基金项目（42477373、52279049）等项目资助。
https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2026.136200
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022169426012977
图1 不同坡位、土层深度及孔隙尺度下氢氧同位素分布特征
图2 不同坡位、土层深度及孔隙尺度下土壤水氘盈余分布特征
图3 坡位、土层深度和孔隙结构共同影响土壤水分分配概念图
编辑：王容娜
终审：李小梅
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