以黄土高原主要造林树种刺槐为研究对象,通过采用土钻法和中子仪法,分别对处于半湿润地区和半干旱地区不同水分生态环境,不同坡向立地条件下刺槐人工林根系(细根)空间分布状况进行调查,及其林下土壤水分在生长季节内的变化规律进行监测。在研究不同水分生态区、不同坡向立地条件下刺槐人工林的土壤水分现存水平和在生长期内的变化规律,以及根系分布空间规律的基础之上,分析不同水分生态区和不同坡向立地条件下刺槐人工林土壤水分与根系两者之间的相互关系,进而对黄土高原特有的干层现象进行探讨,取得了如下的结论:一、不同立地条件下,土壤水分现状存在差异。半湿润区刺槐人工林样地的土壤水分状况明显优于半干旱地区,同一水分生态区内,阴坡林地的土壤水分含量高与阳坡,且在半湿润区,阴阳坡土壤水分状况差异较半干旱地区明显。二、土壤水分状况影响根系分布空间。在所调查的林地中,水分条件好的阴坡根系分布空间和根表面积密度大于水分条件差的阳坡。而在水分生态环境差异大的区域尺度上却表现为,处于半湿润地区长武县的刺槐人工林根系的水平、垂直分布以及根表面积密度不及处于半干旱地区安塞县的刺槐人工林根系。三、依据林地土壤水分,在生长期内垂直剖面上的变化,可划分为土壤水分活跃层,土壤水分利用层,土壤水分稳定层三个层次,各层次划分的深度因不同水分生态区,不同坡向立地条件下根系分布不同而存在差异。土壤水分利用层是根系对深层土壤水分利用的主要土层,故使得该层土壤水分变化具有明显的季节性,即生长前期,土壤水分含量水平最高,随着林木生长,土壤含水量逐月降低,到生长末期土壤水分含量被消耗到最低水平,且随着土层深度的增加,土壤水分的这种季节性波动减弱,土壤水分变化趋于稳定状态。因此,根系对深层土壤水分的影响范围有限,在处于半湿润地区阳坡立地上,刺槐根系对深层土壤水分的影响仅局限在根系分布层以下的0.8m的土层范围内(距表层2.7m处的土层),在阴坡立地上这种影响也仅深至根系分布层以下1.3m的土层范围内(距表层3.3m处的土层)。而在半干旱区的阴阳坡立地上,刺槐根系对深层土壤水分影响深度可达3.5m以下某一深度土层范围以内。四、结合土壤水分和根系两者之间关系的分析,可知黄土高原特有干层现象,特别是深层的干化,不是人工林根系大量消耗3～8 m土层的土壤水分而形成并不断加剧的,干层的形成是由于黄土特殊的沉积过程的历史原因,加之气候逐渐干旱、降雨量趋于减少,以及人为高密度粗放经营、不合理的种植方式等破坏活动加剧了土壤的干化,且土壤干层的出现有明显的地域性。