喀斯特环境有成土过程缓慢、土层浅薄、土被不连续、土壤持水量低、植被覆盖率低的特点。在长期强烈的岩溶化作用下,岩溶地区形成“土在楼上,水在楼下”的水土资源不配套格局,农业发展严重受到限制,贫困形势非常严峻。解决上述问题的有效途径之一,就是积极进行植被的恢复重建,充分发挥植被保水固土的能力。研究石质土壤的物理特性、砾石的分布规律及其对水分性质的影响,能够为合理开发水土地资源、促进生态环境建设提供科学的理论依据。本文采用野外试验和室内模拟试验相结合的研究方法,于2006年9月至2007年5月在中科院环江喀斯特农业生态试验站,分析了坡面砾石的分布规律及其影响因素,探讨了不同砾石粒级(5-20mm、20-35mm)和不同砾石含量(砾石重量含量分别为0、10%、30%、50%)及覆盖条件下石质土壤的入渗和蒸发性能差异。获得的主要结论如下:(1)喀斯特石质土壤为偏碱性石灰性土壤。沿坡面向上,土壤容重减小,土壤的pH值、有机质含量、总孔隙度和毛管孔隙度增加,土壤的粘粒含量逐渐减少而砂粒含量逐渐增大。随着土层深度的加深,土壤pH值增加,土壤有机质含量降低。土壤容重沿坡面向上减小可能主要与土壤有机质含量、粘粒含量、结构状况和松紧度以及孔隙度状况等有关。土壤总孔隙度在55.24%-61.34%之间,而毛管孔隙度在51.57%-57.81%之间。(2)坡面上不同坡位,砾石的质量含量为坡上＞坡中＞坡下。但随着土层深度的加深,坡下砾石含量减少,坡上砾石含量增多。在退耕坡面和灌草丛地表层土壤中,均表现出粒径为20-5mm的砾石含量最多,75-20mm的砾石含量其次,而5-2mm的砾石含量最少。在植物园上方坡面表层土壤中,不同粒径的砾石含量差异较大,坡下粒级20-5mm的砾石较多;坡上粒级75-20mm的砾石含量较多,说明坡度对砾石含量和砾石粒级大小有显著的相关性。(3)土壤的入渗性能随着砾石含量的增加逐渐增强。在粒径相同的情况下,不同的砾石含量对土壤入渗能力的影响表现出50%＞30%＞10%,即砾石含量越大入渗能力越强;在初始含水量相同条件下,土壤入渗能力表现为砾石粒径越大土壤水分入渗能力越强;在相同砾石含量的情况下,初始含水量越小土壤水分入渗能力越强。风干初始含水量状态下的累计入渗量高于近饱和初始含水量条件下的累计入渗量;相同初始含水量的情况下,砾石粒径越小,累计入渗量越少;以砾石含量最高、初始含水量最大的土壤所需要的稳定入渗时间和开始渗透时间最短;以近饱和初始含水量、砾石含量30%、粒径20-35mm的土壤水分平均入渗率和平均稳定入渗率最小。(4)在蒸发初始阶段,砾石含量的多少对其影响不大,而砾石覆盖缩短了稳定蒸发阶段的时间;蒸发强度随表土含水量变化的阶段,在整个蒸发阶段中的历时最长,在该阶段砾石含量越多,蒸发损失量变化越小;在蒸发的水汽扩散阶段,砾石含量越多,蒸发损失量随时间波动幅度越大。在蒸发初始阶段,不同砾石含量的蒸发速率表现为50%＞30%＞10%;在蒸发阶段末不同砾石含量的蒸发速率表现出10%＞30%＞50%。蒸发过程中,不同砾石含量的土壤累计蒸发量表现出0%＞10%＞30%＞50%＞砾石覆盖,即土壤的累计蒸发量随砾石含量的增加而减小。