生物质炭作为一种土壤改良剂，在改善土壤理化性质、缓解全球变暖和提高作物产量等方面受到广泛关注。我国红壤地区水热资源丰富，但降水分配不均、雨热不同期，水热矛盾成为该地区农业持续性发展面临的主要问题。目前生物质炭对红壤研究多集中在土壤物理性质和养分状况的改良上，对生物质炭施用下土壤剖面水热动态变化的相关研究尚匮乏。本文以江西鹰潭旱地红壤为研究对象，通过田间原位监测、室内试验和数值模拟，揭示生物质炭处理下红壤剖面水热动态变化特征，量化土壤层次间水热及气象因子与土壤水热的相关关系，揭示生物质炭对土壤水分运动和热量传输的影响机制。研究结果表明：
（1）添加生物质炭显著影响了土壤水分及水势的分布状态及动态变化特征。施用生物质炭显著提高了5~10 cm土壤含水量和土壤水势，降低了20~40 cm土壤含水量，增加了70 cm土壤含水量；土壤剖面水分和水势随降水季节性变化而变化，在降水相对充足时期，生物质炭增加了土壤表层水分含量；在相对干旱状态下，生物质炭降低了表层土壤水分含量，增强了土壤水吸力值。不同土层深度的土壤含水量具有显著相关性，相关性随土层深度的增加而减小。添加生物质炭增加了20 cm与40 cm及70 cm在大中尺度上土壤水分小波相关性，降低了其余土壤层次间水分的连通状况。添加生物质炭增强了表层土壤水分对降水的响应速度及程度，减弱了降水后土壤水分变化幅度。
（2）不同时间尺度下，生物质炭对土壤温度影响存在明显差异。在春夏季，生物质炭对大部分土层以降温作用为主，而在秋冬季则以增温作用为主。月尺度上，2月份生物质炭增加土壤温度效应最明显，5月份降低土壤温度最显著。日尺度上，生物质炭对土壤日平均温度未产生显著影响，但可以有效调节5~20 cm土壤温度的昼夜变化。施用生物质炭减弱了土壤剖面上下层温度在中小尺度上的关联，阻碍了各土层之间的热量传输过程。气温在各气象因子中与土壤温度相关性最强，施用生物质炭降低了气温与各土层温度在不同时间尺度上的相关性。
（3）HYDRUS-1D模型能够准确模拟生物质炭添加和空白对照的土壤水分运动和热量传输过程。利用土壤含水量和土壤温度实测数据对模型参数进行校正和验证，土壤水分和温度的模型模拟结果较好。添加生物质炭显著改变了红壤旱地水量平衡及其分量。生物质炭处理下，红壤旱地地表径流减少，深层渗漏和蒸发增加；生物质炭处理和空白对照的年均渗漏量分别为96.61 cm和84.2 cm，年均径流量分别为0.84 cm和21.2 cm，蒸发量变化分别为72.66 cm和64.41 cm。
 

生物质炭；红壤；土壤含水量；土壤温度；HYDRUS-1D