在長(zhǎng)江上游廣泛分布的紫色土是由紫色巖風(fēng)化形成的土壤，由于它保留著母巖鮮明的紫色，所以被稱為紫色土，屬于一種非地帶性現(xiàn)象紅壤系列，主要分布于中國(guó)亞熱帶地區(qū)。四川盆地是紫色土分布最為集中的地方，其次為云貴高原、湘中和贛中丘陵，在湖北、安徽、浙江、福建、廣東、廣西等�。▍^(qū)）也有零星分布。紫色土土層淺薄，剖面厚度一般僅有50cm左右，甚至更薄，尤其是在丘陵頂部或坡面上部，往往在10余cm之下即見(jiàn)半風(fēng)化的母巖，深處也達(dá)100cm以上。由于紫色土主要分布在丘陵坡地，剖面分化不明顯，易遭侵蝕，水土流失嚴(yán)重，是限制生產(chǎn)力提高的主要因素。但紫色土顯著的特點(diǎn)是紫色母巖易風(fēng)化，土層更新快，因而長(zhǎng)期保持初期發(fā)育階段，雖經(jīng)過(guò)侵蝕，但仍大可保留原來(lái)的厚度，可謂“神奇”。但實(shí)際上紫色土的水土流失也給當(dāng)?shù)睾拖掠蔚慕�河湖泊帶�?lái)嚴(yán)重的泥沙問(wèn)題。紫色土土層淺薄，有機(jī)質(zhì)積累不高，氮素含量低，以及抗旱能力弱等，都是與水土流失有關(guān)的。但因母質(zhì)原因，土壤礦質(zhì)養(yǎng)分含量較高，糧、棉、油作物及其他經(jīng)濟(jì)作物，如甘蔗、煙草、果樹等，幾乎都能在紫色土上獲得好收成，而且品質(zhì)優(yōu)良，因而仍不失為一種良好的農(nóng)用土壤，墾殖指數(shù)較高，是一種寶貴的農(nóng)業(yè)資源。改良紫色土的關(guān)鍵在于搞好水土保持，于是我們就產(chǎn)生了這樣的疑問(wèn)：在這樣淺薄的土壤上，徑流如何形成？如何挾帶養(yǎng)分流失？植物又是如何適應(yīng)如此淺薄的土壤而得到較好的產(chǎn)量和生長(zhǎng)成高大的樹木呢？問(wèn)題不斷涌現(xiàn)，紫色土的水文過(guò)程引起了我們的研究興趣。
　　從2011年開(kāi)始課題組開(kāi)始準(zhǔn)備該項(xiàng)研究，2012年制訂了實(shí)驗(yàn)方案：準(zhǔn)備采用常規(guī)的水文觀測(cè)手段加上先進(jìn)的穩(wěn)定性氫氧同位素技術(shù)，對(duì)紫色土丘陵區(qū)薄層紫色土的坡地水文過(guò)程包括降雨、土壤水、不同尺度徑流、地下水和主要典型植物水的氫氧同位素值進(jìn)行采樣、測(cè)定和數(shù)據(jù)分析，以期對(duì)水汽來(lái)源、土壤水分補(bǔ)給特征、坡地產(chǎn)流機(jī)制和植物主要水源進(jìn)行揭示。但后來(lái)因?yàn)楸救斯ぷ髡{(diào)動(dòng)，人來(lái)人往，數(shù)據(jù)連續(xù)性并不是特別好。但仍經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的努力，我們獲取了大量的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)確實(shí)來(lái)之不易，一方面得益于領(lǐng)導(dǎo)、同事的相互支持；另一方面也是我和學(xué)生的共同努力。還記得為了采取徑流過(guò)程樣品，半夜睡在收集徑流水池搭的木板上面，只見(jiàn)黑暗的天空劃過(guò)一道道閃電，照得整個(gè)小區(qū)清清楚楚，暴雨傾盆，只聽(tīng)見(jiàn)翻斗左右頻繁翻動(dòng)，下面水池中的水漸長(zhǎng)，怕是什么時(shí)候淹沒(méi)到木板上還不知，再加上1h或2h采一次水樣，被子潮濕，蚊子相伴，根本無(wú)法睡眠。當(dāng)時(shí)也只有我與1個(gè)學(xué)生輪流熬夜，第2天白天依然要采樣和及時(shí)分析（如果樣品瓶收集晚了，蝸牛會(huì)把標(biāo)簽紙吃掉，想不到吧）�，F(xiàn)在想想當(dāng)時(shí)煞是辛苦，不過(guò)這些經(jīng)歷都成為我們寶貴的財(cái)富。有時(shí)也因?yàn)閮x器問(wèn)題采集不到數(shù)據(jù)而捶胸頓足，懊悔不已。因?yàn)閿?shù)據(jù)來(lái)之不易，我們對(duì)數(shù)據(jù)格外珍惜。因?yàn)樗�文過(guò)程的特殊性，我想有些數(shù)據(jù)是比較有特色的，比如地下徑流流量過(guò)程和同位素豐度變化（泥巖和砂巖界面產(chǎn)生的飽和水流），在產(chǎn)流過(guò)程中陶土管和土鉆兩種方法采集的土壤水同位素。其實(shí)緣于地域的特殊性，任何一個(gè)地方的水文數(shù)據(jù)都是獨(dú)一無(wú)二的�；�于這些數(shù)據(jù)，從我們認(rèn)識(shí)的角度進(jìn)行分析取得了一些結(jié)果，希望能給相關(guān)的土壤物理、坡地水文學(xué)的研究同行一些啟示。但是水文過(guò)程極其復(fù)雜，仁者見(jiàn)仁，智者見(jiàn)智，加之我們知識(shí)有限，有些內(nèi)容分析得不夠透徹或者理解得有偏差，還希望與廣大讀者探討。
　　由于作者水平有限，準(zhǔn)備較為倉(cāng)促，難免有紕漏之處，還望廣大讀者指出！在此，也要給為此書內(nèi)容付出過(guò)辛苦勞動(dòng)的老師和同學(xué)們道一聲謝謝。