黄土半干旱区水资源短缺一直是社会关注的问题,也是限制当地林业发展的一个重要因素。本文以土壤、植物、大气连续系统理论为基础,选择白榆(Ulmus pumila)、刺槐(Robinia pseudoacacia)、油松(Pinus tabulaeformis)、侧柏(Platycladus orientalis)、柠条(Caragana microphylla)和沙棘(Hippophae rhamnoides)六种主要造林树种作为研究对象,试验地设于山西省方山县北京林业大学试验站,利用Li-6400光合测定系统仪和Li-1600稳定气孔计等仪器,测量了林木的光合、蒸腾和耗水等生理特性指标,详细分析了不同造林树种的不同抗旱能力和不同的适宜土壤水分,旨在为黄土半干旱干旱区耐旱性树种的选择、林地土壤水分适宜性评价,以及森林植被合理用水提供一定的科学依据。本论文主要进行了以下几个方面的研究：(1)黄土半干旱区降水资源动态研究；(2)林木水分利用和光合作用的关系研究；(3)林木生长适宜土壤水分研究；(4)林木蒸腾耗水特性研究；(5)林分蒸腾量的研究。通过研究得出以下结论：研究区50多年的平均年降水量仅为416mm,并且近年来一直呈下降趋势；夏季降水较为集中,春末夏初降水偏少,秋冬土壤补墒不足等因素是造成研究区干旱的主要原因。在分析土壤水分对于林木生理影响机制的过程中,通过盆栽试验,确定了以“提高光合速率与水分利用效率”为主要目的的适宜土壤水分条件,白榆、刺槐、油松、柠条、侧柏和沙棘生长适宜的土壤水分范围分别为10.8%～13.7%、11.2%～12.7%、10.1%～14.7%、10.2%～13.2%、9.9%～13.2%和11.6%～13.1%。在对蒸腾量的模拟研究中,利用Penman-Monteith公式,计算出2008年生长期内不同密度油松、白榆、柠条林分平均蒸腾量为209.5mm、239.3mm、178.4mm,2007年生长期内不同密度汕松、白榆、柠条林分平均蒸腾量为182.6mm、199.5mm、141.0mm,实测值和模拟值误差范围在14%以内,符合实际情况,说明Penman-Monteith公式可以较为准确的模拟出当地林分蒸腾量；利用P-M综合法和定位通量法分别对油松、白榆和柠条林地实际蒸散量进行分析和计算,P-M综合法计算值高于定位通量法,但两种方法计算结果的相对误差在12%左右,能够较准确反映林分实际蒸散量。不同林木的生理特性与土壤水分有着着密切的关系,只有在适宜的土壤水分范围内林木才能够健康生长。