鲁中南花岗岩丘陵土层浅薄，下伏基岩风化层，而不合理的耕作导致严重的水土流失使得土壤层进一步变薄，优先流发育是否受影响目前尚不明确。本研究以地处北方土石山区的蒙阴县花岗岩丘陵坡耕地为例，选取土层深度为30 cm和50 cm的样地，运用野外染色示踪试验法和室内图像处理技术，分析土层厚度对优先流发育特征的影响。结果表明：土壤厚度为30 cm和50cm条件下平均基质入渗深度分别为11.8、11.9 cm，平均优先流比分别为28.2%、29.5%，两者均没有明显差异；土壤厚度为30 cm时，9.9 cm以上以基质入渗为主导，优先流发育深度范围为9.9～27.0 cm；土壤厚度为50 cm时，6.1 cm以上土层以基质入渗为主导，优先流发育深度范围为6.1～39.5 cm；土壤厚度为50 cm条件下优先流平均最大入渗深度为34.6 cm，平均长度指数为192%，平均变异系数为87.7%，均显著高于土壤厚度为30 cm时；但两者平均最大入渗深度非均匀系数没有明显差异。因此，土壤层较薄，下伏基岩风化层所处位置较浅的情况下，不影响基质入渗，但会阻碍优先流向深层的发育。