本书在广泛结合国内外*新研究进展和成果的基础上，较为系统地总结了水文土壤学的概念、形成背景与研究内容，展现了作为水文学和土壤学交叉学科的水文土壤学理论框架及核心知识体系，详细阐述了水文土壤学综合研究方法观测、制图和模型以及水文土壤学理论在生态环境研究中的应用。本书可供高等院校和科研院所水文学、生态学、地理学、环境科学及农林科学等领域的教学与科研人员参考，也可作为相关学科本科生和研究生参考用书。

第1章水文土壤学概念特点与研究特色1
1.1水土耦合研究的必要性1
1.2水文土壤学概念与研究特色5
1.2.1水文土壤学的形成背景与概念5
1.2.2水文土壤学的学科与理论基础7
1.2.3水文土壤学的基础科学问题10
第2章土壤形成演变及其定量化14
2.1土壤及其地理意义14
2.2土壤形成因素14
2.2.1成土因素学说14
2.2.2成土因素16
2.3成土过程定量化19
2.3.1土壤形成过程的一般模式19
2.3.2自然土壤形成过程20
2.3.3土壤变化的原理与时空特征21
2.3.4成土过程模型化24
第3章土壤构架的特征与形成29
3.1土壤构架的内涵29
3.2不同尺度的土壤构架特征30
3.2.1土壤结构单元31
3.2.2土壤景观单元32
3.3土壤构架的形成32
3.3.1土壤构架形成的热力学解释33
3.3.2团聚体和孔隙尺度土壤构架33
3.3.3土层和土体尺度土壤构架37
3.3.4景观和区域尺度土壤构架38
第4章土壤优势流的特征与研究方法41
4.1土壤优势流的内涵41
4.1.1大孔隙流42
4.1.2漏斗流43
4.1.3指状流43
4.1.4非饱和重力流43
4.2土壤优势流运移路径及其影响因素43
4.2.1土壤孔隙、水力特征对优势流的影响43
4.2.2成土作用对优势流的影响47
4.3土壤优势流观测方法及模型研究50
4.3.1土壤优势流观测方法50
4.3.2土壤优势流模型研究52
第5章水文土壤学综合研究方法56
5.1水文土壤学观测57
5.1.1高密度电阻率成像法57
5.1.2探地雷达69
5.1.3电磁感应方法79
5.1.4稳定同位素技术89
5.1.5核磁共振技术106
5.1.6径流观测112
5.2水文土壤学制图121
5.2.1土壤测绘、土壤调查和土壤空间信息121
5.2.2数字土壤制图：理论基础与制图方法125
5.2.3结合水文土壤属性的数字土壤制图138
5.3水文土壤学模型141
5.3.1土壤质量平衡模型143
5.3.2土壤水力参数模型145
5.3.3土壤水分动态模型146
第6章水文土壤学在生态环境研究中的应用171
6.1水文土壤学在生物地球化学研究中的应用171
6.1.1碳和氮的生物地球化学循环特征及其在水文土壤学的应用172
6.1.2不同尺度的水文土壤过程对碳氮循环与功能的影响174
6.1.3水文土壤特征对生物地球化学过程尺度转换研究的影响186
6.1.4水文土壤学与生物地球化学的整合研究190
6.2水文土壤学在生态水文过程研究中的应用192
6.2.1微观尺度下土壤孔隙水与植物气孔蒸腾的联系193
6.2.2单株尺度下的冠层降水再分配和土壤优势流195
6.2.3斑块尺度下的植被格局及其对水分和土壤性质的影响196
6.2.4山坡和集水区的地表和地下径流197
6.2.5不同时间尺度下的植被演变与土壤发育199
6.3水文土壤学在土壤环境研究中的应用200
6.3.1土壤优势流在土壤污染研究中的应用200
6.3.2水文土壤学在土壤侵蚀研究中的应用202
第7章水文土壤学展望206
7.1水文土壤学的研究态势206
7.2地球关键带207
7.2.1地球关键带的基础科学问题209
7.2.2地球关键带的研究进展211
7.2.3地球关键带的未来研究趋势212
7.3水文土壤学面临的挑战214
7.3.1研究方法和理论创新214
7.3.2多尺度水文土壤学综合观测网络体系与模型215
7.3.3水文土壤学与其他学科的交叉研究215
7.4展望216
参考文献218