在長江上游廣泛分布的紫色土是由紫色巖風化形成的土壤，由于它保留著母巖鮮明的紫色，所以被稱為紫色土，屬于一種非地帶性現象紅壤系列，主要分布于中國亞熱帶地區(qū)。四川盆地是紫色土分布最為集中的地方，其次為云貴高原、湘中和贛中丘陵，在湖北、安徽、浙江、福建、廣東、廣西等省（區(qū)）也有零星分布。紫色土土層淺薄，剖面厚度一般僅有50cm左右，甚至更薄，尤其是在丘陵頂部或坡面上部，往往在10余cm之下即見半風化的母巖，深處也達100cm以上。由于紫色土主要分布在丘陵坡地，剖面分化不明顯，易遭侵蝕，水土流失嚴重，是限制生產力提高的主要因素。但紫色土顯著的特點是紫色母巖易風化，土層更新快，因而長期保持初期發(fā)育階段，雖經過侵蝕，但仍大可保留原來的厚度，可謂“神奇”。但實際上紫色土的水土流失也給當地和下游的江河湖泊帶來嚴重的泥沙問題。紫色土土層淺薄，有機質積累不高，氮素含量低，以及抗旱能力弱等，都是與水土流失有關的。但因母質原因，土壤礦質養(yǎng)分含量較高，糧、棉、油作物及其他經濟作物，如甘蔗、煙草、果樹等，幾乎都能在紫色土上獲得好收成，而且品質優(yōu)良，因而仍不失為一種良好的農用土壤，墾殖指數較高，是一種寶貴的農業(yè)資源。改良紫色土的關鍵在于搞好水土保持，于是我們就產生了這樣的疑問：在這樣淺薄的土壤上，徑流如何形成？如何挾帶養(yǎng)分流失？植物又是如何適應如此淺薄的土壤而得到較好的產量和生長成高大的樹木呢？問題不斷涌現，紫色土的水文過程引起了我們的研究興趣。
　　從2011年開始課題組開始準備該項研究，2012年制訂了實驗方案：準備采用常規(guī)的水文觀測手段加上先進的穩(wěn)定性氫氧同位素技術，對紫色土丘陵區(qū)薄層紫色土的坡地水文過程包括降雨、土壤水、不同尺度徑流、地下水和主要典型植物水的氫氧同位素值進行采樣、測定和數據分析，以期對水汽來源、土壤水分補給特征、坡地產流機制和植物主要水源進行揭示。但后來因為本人工作調動，人來人往，數據連續(xù)性并不是特別好。但仍經過一段時間的努力，我們獲取了大量的數據。這些數據確實來之不易，一方面得益于領導、同事的相互支持；另一方面也是我和學生的共同努力。還記得為了采取徑流過程樣品，半夜睡在收集徑流水池搭的木板上面，只見黑暗的天空劃過一道道閃電，照得整個小區(qū)清清楚楚，暴雨傾盆，只聽見翻斗左右頻繁翻動，下面水池中的水漸長，怕是什么時候淹沒到木板上還不知，再加上1h或2h采一次水樣，被子潮濕，蚊子相伴，根本無法睡眠。當時也只有我與1個學生輪流熬夜，第2天白天依然要采樣和及時分析（如果樣品瓶收集晚了，蝸牛會把標簽紙吃掉，想不到吧）。現在想想當時煞是辛苦，不過這些經歷都成為我們寶貴的財富。有時也因為儀器問題采集不到數據而捶胸頓足，懊悔不已。因為數據來之不易，我們對數據格外珍惜。因為水文過程的特殊性，我想有些數據是比較有特色的，比如地下徑流流量過程和同位素豐度變化（泥巖和砂巖界面產生的飽和水流），在產流過程中陶土管和土鉆兩種方法采集的土壤水同位素。其實緣于地域的特殊性，任何一個地方的水文數據都是獨一無二的。基于這些數據，從我們認識的角度進行分析取得了一些結果，希望能給相關的土壤物理、坡地水文學的研究同行一些啟示。但是水文過程極其復雜，仁者見仁，智者見智，加之我們知識有限，有些內容分析得不夠透徹或者理解得有偏差，還希望與廣大讀者探討。
　　由于作者水平有限，準備較為倉促，難免有紕漏之處，還望廣大讀者指出！在此，也要給為此書內容付出過辛苦勞動的老師和同學們道一聲謝謝。