黄河中游砒砂岩地区水土流失极为严重,对下游生态环境和安全造成极为不利的影响。研究典型样地土壤水分对降雨的动态响应,以及不同水保措施对砒砂岩区土壤水分的影响,对于揭示该地区土壤水文过程,促进水土流失防治和生态恢复具有重要科学意义。目前对半干旱砒砂岩地区相关的原位水分动态以及降雨入渗补给过程研究甚少。本文选取不同覆被类型(覆土草地、覆土沙棘、覆土沙棘平茬和裸露草地)的土壤样地,以及3种不同的鱼鳞坑保水措施(鱼鳞坑、鱼鳞坑覆草和鱼鳞坑覆草+入渗孔),通过对0-160 cm剖面土壤水分分布进行动态监测,结合原状土样土壤水力学性质测定,研究了覆土砒砂岩区典型退化植被下土壤水分特征及不同调控措施保水效应。取得了以下研究结果:1、沙棘相对于草地对土壤有更好的改善作用,主要体现在土壤通气孔隙增加、饱和导水率提高以及容重略微降低,且这个差异在10-20 cm更明显。覆土层相比砒砂岩有更好的土壤水力学性质和土壤孔隙结构。主要体现在毛管孔隙的提高(40.89%)和容重的降低。总体来看,覆土层保水能力明显强于砒砂岩区,表层砒砂岩由于土壤结构退化,砂粒占比较高,水分难以保持。平茬一年后对土壤水力学性质的改变不明显。2、黄土-砒砂岩界面的存在阻碍了土壤水分向下入渗,覆土层的存在和沙棘种植均能增加次降雨过程中土壤水分的入渗量。在次降雨过程中,覆土草地相比裸露草地对次降雨的响应高了18.46%,再分配过程中的保水能力高了127.89%。沙棘相对于草地对次降雨的响应高了114.16%,再分配过程中的保水能力高了68.45%。长期监测结果表明,覆土层显著提升了土壤蓄水保水能力,有效提升砒砂岩区的土壤水分状况。覆土层平均储水量提高了31.77%,提升在湿润期更明显;在砒砂岩层,覆土使下层砒砂岩水分高了8.68%,增加量干旱期更明显,说明土岩界面隔水层的存在在阻挡水分下渗的同时,也阻挡了下层水分的向上损失,在干旱期略微提升了下层土壤储水量。沙棘种植提升了土壤蓄水保水能力,覆土层平均储水量上高了4.45%,主要提升在湿润期,在降雨后的水分入渗和土壤保水上,沙棘有较大优势。裸露砒砂岩区水分难以入渗,易形成径流,加剧水土流失。3、次降雨主要影响了覆土层的水分,对下层砒砂岩土壤水分影响不明显。覆草措施增加了次降雨过程鱼鳞坑土壤水分的入渗,提升量比无覆草高了24.53%,入渗孔的加入并没有增加总入渗量,但是增加了次降雨带来的水分补给深度,使80-100 cm土壤水分增加了57.46%。为期一年的监测结果表明,土壤水分变动在上层黄土较为剧烈,总土壤储水量鱼鳞坑覆草+入渗孔>鱼鳞坑覆草>鱼鳞坑。覆草措施缓冲了土壤水分在各个季节之间的变动,能够有效的增强土壤保墒能力。覆草措施使土壤水分在夏季高了7.53%,冬季高了11.38%。入渗孔能有效提升覆土砒砂岩区的土壤水分和补给深度,70 cm的入渗孔对土壤水分的补给主要在80 cm土层以下。4、在次降雨过程中,平茬带来的差异不明显,再分配过程中由于有冠层遮蔽的差异,平茬区表层土壤水分降低更快。为期一年的监测结果表明,总土壤储水量平茬>未平茬。总的来说,平茬一年对土壤水分的影响不大,只在黄土层土壤水分上有略微提升。