我国黄土高原水土流失严重、生态系统脆弱，生态恢复是改善区域生态环境的重要方法。其中， 坡面植被恢复与沟道工程 措施是 黄土高原生态恢复的两项关键措施 ，对控制这一地区严重的水土流失、 维持生态系统稳定和提升生态系统服务具有重要作用。 土壤水分是陆地生态 系统植被生长的直接水分来源，是黄土高原植被恢复的关键限制因素，土壤有机碳是对生态恢复响应最为敏感的因素之一，土壤水分和有机碳对生态恢复的响应是黄土高原生态恢复研究的重要议题。研究土壤水分与有机碳对不同生态恢复措施的响应特征 对于明确大规模退耕还林（草）工程的生态系统响应、阐明植被恢复 和工程措施影响下的土壤和水文过程、揭示 区域关键 生态系统服务对生态恢复的响应具有 重要的 科学意义 。本研究以陕北黄土丘陵区典型小流域为研究对象， 基于野外监测与采样分析系统研究了土壤水分与有机碳对坡面植被恢复方式、恢复年限、空间配置格局的响应特征，对比分析了土壤水分和有机碳对沟道淤地坝建设的响应， 并比较 分析了坡面植被恢复与沟道工程 的 土壤 水分 保持 与固碳 差异，得到以下主要结论：
（1)植被恢复类型影响土壤水分和有机碳的含量，不同 植被恢复方式 （草地 、 灌木 、 林地 下 0—5 m土壤水分 含量 均低于农田 不同植被恢复方式下土壤有机碳含量也有所不同， 林地、灌木、草地土壤有机碳含量依次降低 。 研究发现， 土壤水分与有机碳对不同 植被 恢复方式与 恢复 年限响应不同 。 林地土壤水分亏缺 随 恢复年限 的 延长 先加剧 ，在生长 31a后 土壤水分 开始恢复。灌木、草地土壤水分亏缺 则 随 植被 恢复年限 的 延长 而 不断增加 其中 表层 0—1 m土壤水分因降水补给随 植被 恢复年限增加变化不显著，深层土壤水分 则 随恢复年限增加显著降低 。不同植被类型土壤有机碳含量及其对植被恢复 年限的响应有所不同， 林地 固碳量 随恢复年限 的增加而逐渐 增加，并且在恢复 20a时固碳量与对照农田相比出现净增；灌木 、 草地固碳量随恢复年限先增加随后降低 。 当考虑所有植被 类型时 随 植被 恢复年限增加 土壤有机碳在 0—1 m、 3—4 m土壤剖面增加而在 1—3 m减少 但 在 各层土壤中 变化 均不显著 。
（2）植被恢复格局显著影响土壤水分与有机碳在流域尺度的空间分布。 通过对具有不同植被恢复 格局的子流域内土壤水分和有机碳的对比发现， 子流域内林地较为密集的区域土壤水分含量 较低 林地面积比例较低的子流域土壤水分含量相对较高 。 基于反距离加权法 IDW）对不同植被格局子流域土壤水分和有机碳进行 空间差值分析 发现 ，林地占比低的流域土壤水分含量显著高于林地占比高
的流域 林地占比低的流域土壤有机碳 含量 除 4—5 m外也高于林地占比高的流域 。 从土壤水分和有机碳的空间异质性来看 林地占比低的流域 0—5 m各层土壤水分与 和 机碳变异系数均大于林地占比高的流域 ，表明单一 的林地恢复格局会降低 流域碳水空间异质性，也不能有效提高土壤碳含量 。
（3)大规模 植被恢复影响土壤水分与有机碳的关系 ，土壤有机碳的固定受土壤水分不足的制约 。流域内坡面土壤水分与有机碳 含量 表现 出 显著的正相关关系 ，且土壤碳的增加速率低于土壤水分 ，土壤水分不足会影响深层土壤有机碳的固定。但沟道淤地坝内土壤水分与有机碳含量的相关关系并不显著。
（4）淤地坝内土壤水分与有机碳 的剖面分布 特征 相似，在坝前 土壤水分和有机碳含量 均随深度增加而增加，在坝后随 土壤 深度 的 增加而减少 。 淤地坝内土壤水分高于坡面， 而 土壤有机碳含量 与 坡面 相比 差异不显著 。坡面和淤地坝内土壤水分垂直分布特征有所不同， 坡面土壤水分与有机碳含量 及 变异系数总体随深度增加而减少， 而 淤地坝土壤水分随深度增加 而 增大， 有机碳随深度增加 无显著递增趋势，土壤水分与有机碳含量变异系数随深度 的 增加而增大 且 大于坡面，表征了淤地坝内沉积物 复杂的搬运与沉积过程。
（5）淤地坝内土壤水分与有机碳储量随时间 的 延长 而 发生变化 。长期监测数据表明， 2006年 流域内 淤地坝土壤有机碳储量为 1.58×107 kg 2017年则下降至 8.50×106 kg。相比而言， 2006年流域淤地坝内土壤水分储量为 57738 m3 2017年 则 增加至 59727 m3。 随时间延长， 淤地坝土壤水分有所增加，但有机碳含量则有所减少。