喀斯特槽谷区由于特殊的地表地下双层地质空间结构和长期的不合理人为活动,导致该区地表土层浅薄,环境容量小,承受灾变能力低,形成典型的生态环境脆弱区域。以现有的技术在野外直接观测喀斯特槽谷区地下水土漏失极为困难,针对顺/逆层坡的水土空间分配差异的研究更是鲜见。如何深入解剖地质背景与水土资源分配之间的关系,是喀斯特槽谷区石漠化治理过程中亟待解决的关键问题。因此,针对喀斯特槽谷区顺/逆层坡面严重的土壤退化的问题,开展对顺/逆层坡水土流/漏失特点研究,揭示岩层倾向对水土流/漏失过程及水文过程的影响,对研发制定相应的水土流/漏失的阻控技术具有重要的现实意义。本研究以重庆市酉阳县龙潭喀斯特槽谷区为研究对象,首先运用了地统计学和GIS空间分析方法,采样调查了喀斯特槽谷区两翼顺/逆层坡坡耕地表层土壤理化性质、空间变异特征及其环境影响因子;再根据野外调查结果,根据相似性理论,在近喀斯特槽谷区临界坡度25°条件下进行人工模拟降雨试验,采用顺/逆层坡岩层倾角、降雨强度和地下孔裂隙度作为变量因子,探讨了喀斯特槽谷区产流产沙空间分布特征和坡面水动力学特征,揭示了喀斯特槽谷区地表地下侵蚀产流产沙过程特征及其水动力学特征,为喀斯特槽谷区水土流/漏失量计算以及土壤侵蚀模型的建立提供了科学依据。主要结论如下:1.初步揭示了喀斯特槽谷区顺/逆层坡表层土壤理化性质空间变异特征及其环境影响因子:（1）根据地统计分析可知,高斯模型是描述顺/逆层坡的土壤理化性质的空间分布特征的最优模型。对顺层坡而言,绝大部分的土壤物理性质的结构比C/（C+C₀）>75%,其空间相关性极大。对逆层坡而言,土壤结构比C/（C+C₀）相对较小,空间分布的相关性较弱。逆层坡的土壤理化性质拟合程度均高于顺层坡。（2）通过比较半方差函数模型的变程可知,顺/逆层坡的变程均大于本采样间距（20m）,说明本研究的采样间距满足土壤理化性质空间分布特征的要求。通过GIS地统计学所描述的顺/逆层坡的土壤理化性质空间分布图可知,顺/逆层坡的土壤理化性质空间分布特征各有不同,变异性极强,自然因素的影响因子较大,且通过普通克里格插值验证法发现,采用普通克里格插值所预测的空间分布图能够较好的反映研究区的实际情况。（3）通过环境因子的相关性综合分析可知,环境因子对顺层坡土壤理化性质的影响程度为:坡位（-0.8008）>岩层倾角与岩层走向（-0.6514）>坡向（-0.4933）>植被覆盖率（-0.4783）>耕作程度（0.4366）>基岩裸露率（0.3831）>坡度（0.3302）>植被类型（0.3063）>岩层倾向（-0.2122）>坡形（-0.0681）。环境因子对逆层坡土壤理化性质的影响程度为:坡位（-0.9142）>坡形（-0.4165）>植被类型（0.3829）>植被覆盖率（-0.3698）>坡向（0.322）>基岩裸露率（0.2743）>耕作程度（0.2572）>岩层倾向（0.1454）>岩层走向（-0.0395）>坡度（0.0161）。由此可知,坡位是影响顺/逆层坡土壤理化性质空间变异的最关键的环境因子。2.分析了降雨强度、地下孔裂隙度和岩层倾角对产流产沙的影响阈值,初步明确喀斯特槽谷区顺/逆层坡的径流泥沙流/漏失机制:（1）在小雨强（0.25和0.5mm/min）条件下,坡面地表没有产流,中雨强（0.75mm/min）是地表产流的临界值,大雨强（1.5mm/min）是地表径流量超过地下径流量的临界值。对顺层坡而言,地下孔裂隙度3%是顺层坡地下产流超过地上产流的临界值,岩层倾角40°为地表径流的临界值,岩层倾角20°为地下径流漏失的临界值。对逆层坡而言,只在地下孔裂隙度1%时以地表径流为主,超过1%则以地下径流为主,在中陡倾角（30°和40°）条件下,以地表径流为主,其他岩层倾角下以地下径流为主。地表产流量与地下产流呈极显著负相关关系,偏相关系数r=-0.903。（2）在小雨强条件下（0.25和0.5mm/min）,顺/逆层坡以地下产沙为主,在雨强≧0.75mm/min时,以地表产沙为主。对顺层坡而言,以地表产沙为主,地表产沙量先增大后减小,其在岩层倾角30°为转折点,而地下产沙量呈波动变化,其在岩层倾角20°为转折点。对逆层坡而言,地下孔裂隙度3%是其地下产沙超过地上产沙的临界值,在岩层倾角为10°和60°条件下,以地下产沙为主,其他岩层倾角下以地表产沙为主。地表产沙量与地下产沙量呈极显著负相关关系,偏相关系数r=-0.786。（3）在小雨强（0.25和0.5mm/min）条件下,顺/逆层坡只有地下悬移质产生。降雨强度0.75 mm/min是顺/逆层坡地表推移质的产生具有临界降雨强度。对顺层坡而言,地表悬移质在地下孔裂隙为3%时达到最大值,在岩层倾角为20°条件下,以地表推移质为主,在其他岩层倾角条件下,以地表悬移质为主。对逆层坡而言,在岩层倾角10°和60°情况下,逆层坡的地下悬移质高于地表悬移质,其余岩层倾角条件下,地表悬移质高于地下悬移质。喀斯特槽谷区地表地下的产沙量与产流量之间呈极显著线性相关关系:U=aQ+b。3.探讨在不同降雨强度、地下孔裂隙度和岩层倾角条件下,喀斯特槽谷区坡面水动力学参数与产流产沙关系,建立顺/逆层坡地表产流产沙模型:（1）当降雨强度逐渐增大时,顺/逆层坡平均水流流速、径流深、雷诺数、弗汝德数、径流剪切力和水流功率均随之增大,而水流阻力系数和曼宁糙率呈逐渐减小的趋势。对顺层坡而言,流速和水流功率在地下孔裂隙度3%时达到最大值,径流深、阻力系数、曼宁系数和径流剪切力在地下孔裂隙度4%时达到最大值;弗汝德数Fr在岩层倾角60°时达到最小值并小于1,在岩层倾角60°时,径流剪切力和阻滞作用最大。对逆层坡而言,弗汝德数Fr在地下孔裂隙度3%时达到最大值。径流剪切力在地下孔裂隙度1%为最大值,水流功率在地下孔裂隙度5%为最小值;径流深、雷诺数、径流剪切力和水流功率在岩层倾角30°达到最大值,弗汝德数在岩层倾角40°时达到最大值。（2）顺/逆层坡的阻力系数f与雷诺数Re呈负相关关系,顺层坡的两者之间存在f=aRe+b的线性函数关系。顺/逆层坡的阻力系数f与弗汝德数Fr呈负相关关系,两者之间存在显著的f=aRe^b的幂函数关系（3）对单一水动力参数而言,过水断面单位能与顺层坡坡面产流的拟合程度最高,水流功率与逆层坡坡面产流和顺/逆层坡产沙拟合度最高。各个单一水动力学参数均和顺/逆层坡产流产沙呈二次函数关系。对多个水动力参数而言,顺层坡的各个组合的拟合度均较高,均对坡面产流的影响达到极显著水平。而逆层坡的除了过水断面能与径流剪切力的组合拟合的较低以外,其他组合的拟合程度均较高,对坡面产流的影响均达到极显著水平。综上所述,本研究通过野外调查和室内模拟相结合,从岩层倾角和地下孔裂隙度两个方向出发,在研究方法和技术上进行了创新,探索了径流泥沙在顺/逆层坡的水土流/漏失机制,定量揭示了地表坡面的水动力参数特征,明确了产流产沙与水动力学参数的耦合关系,建立了室内模拟试验产流产沙模型,为喀斯特槽谷区土壤侵蚀发生发展过程开拓了一个新的解释视角,也为喀斯特槽谷区石漠化综合治理提供了科技支撑。