东北黑土是我国重要的土壤资源,同时黑土区也是我国重要的商品粮食生产和出口区域,粮食产能对于保障我国粮食安全具有至关重要的作用。然而该区多年平均降雨量少且分布不均,年降雨量的80%分布在7⁹月份,降雨强度较大,再加上长期以来人类不合理的开发和利用,导致黑土区坡耕地水土壤资源流失现象日趋严重,黑土层逐年变薄、土地生产力降低,严重威胁着黑土区农业水土资源的可持续利用和社会经济的可持续发展。因此,黑土区坡耕地水土资源的利用与保护迫在眉睫。本文基于以上背景,选择位于东北典型黑土带上的黑龙江省北安市红星农场为试验区,以土壤改良剂秸秆生物炭为试验材料,生物炭不仅可以提高土壤肥力、改善土壤结构、增加作物产量,还能固定碳素减缓气候变化。黑龙江省不仅粮食产量大而且秸秆资源丰富,但秸秆利用率低,故秸秆生物炭应用于黑土区的改良达到了“一举多得”的效果。从秸秆生物炭对黑土结构及理化性质、土壤水分运动和养分吸附与滞留等方面,研究生物炭施加于黑土区农田土壤中对土壤理化性质、土壤水分运动和溶质运移参数的影响,进而建立适合研究区域的土壤水分运动和溶质运移模型,对特定场次的降雨进行土壤水分分布和溶质运移模拟。得到初步结论如下:（1）生物炭添加到土壤中使耕层土壤的孔隙度增加,容重降低,改善了土壤结构。土壤饱和含水量、田间持水量、凋萎系数和土壤有效水均随着施炭量的增加而增大,不同处理饱和含水量提高范围为16.50%³2.27%;田间持水量提高范围为0.32%¹0.48%;凋萎系数提高范围为:0.28%¹0.69%;土壤有效水提高范围为0.34%¹0.36%。生物炭添加量对水分参数影响的显著程度依次为饱和含水量、田间持水量、土壤有效水含量和凋萎系数。（2）土壤中的有机质、铵态氮、有效磷、速效钾含量和p H值均随施炭量的增加而变大,有机质和铵态氮含量与施炭量相关性显著;有效磷、速效钾以及p H值与施炭量并无显著相关性。100t/hm2处理的土壤铵态氮、有效磷、速效钾和有机质的空间分布较对照组相比,在含量和均匀程度上都优于后者。土壤铵态氮和有效磷都与有机质表现出极显著的正相关关系,铵态氮和有效磷也呈现出显著的正相关关系,而速效钾与有机质几乎表现为负相关关系。（3）在土壤入渗过程中,对照处理的试验用时最长,其次为25t/hm2、50t/hm2和75t/hm2处理,100t/hm2处理用时最短。同等时间内,添加生物炭处理的累积下渗量都高于对照处理。添加生物炭的土壤比对照土壤的饱和导水率增大幅度为14.05%¹94.59%。生物炭施加量越大的处理,饱和导水率的增大程度越显著,不同生物炭处理对土壤水分扩散率的影响不尽相同,土壤扩散率的大小关系为25t/hm2<50t/hm2<0t/hm2<75t/hm2<100t/hm2。（4）添加生物炭对土壤持水性的影响有促进作用,当吸力在2¹100 k Pa变化时,各处理在最低吸力和最高吸力下的含水率差值分别为:0t/hm2(0.196 g·g^-1)、25t/hm2(0.261g·g^-1)、50t/hm2(0.259 g·g^-1)、75t/hm2(0.258 g·g^-1)和100t/hm2(0.298 g·g^-1);有效含水量与生物炭的施加量之间基本呈正相关关系;孔隙度和土壤水分特征曲线均随生物炭施加量的增加而增大;土壤水动力弥撒参数的模拟值基本表现为随施炭量的增加而增大的趋势。（5）通过对2015年7月和8月两个典型月份的两场降雨进行径流小区的土壤全剖面水分和溶质分布情况的模拟表明,各处理土壤水分表现为由地表往下土壤含水率逐渐增大,随着施炭量的增加,土壤垂直剖面范围内含水量逐渐增加;降雨12 h后土壤表层含水量的变化情况不大,基本在一定范围内呈上下波动状态,但生物炭施加量大的处理土壤水分在表层的波动相对较小,且含水量总体水平较高。各生物炭处理土壤表层溶质含量高于底层溶质含量,且溶质浓度随施炭量的增加而增大。