黄土高原由于其脆弱的生态环境及特殊的生态地理位置,一直是我国水土保持研究的重点区域。植被恢复与重建是黄土高原地区生态环境建设的重要内容,其中,人工林作为该地区生态环境建设的重要举措而备受关注。但黄土高原因年降水量少且季节分配不均,土壤水分成为该区人工林生长的限制性因素,也是评价生态环境状况的主要指标。因此,人工林生态系统与土壤水分承载力关系,是实现“以水定林”的关键科学问题。为此,本研究以晋西黄土区人工林树种刺槐（Robinia pseudoacacia）、侧柏（Platycladus orientalis）及油松（Pinus tabuliformis）为研究对象,通过野外调查、室内分析和模型模拟相结合的方法,分析了人工林群落特征、林地土壤理化特性、土壤水分动态及林-水相互作用,评价了Hydrus-1D数值模型在黄土区人工林地的适用性,模拟了刺槐林地土壤水分动态,开展了林地林地水量平衡分析。本研究的主要结论如下:（1）造林25年后,刺槐林、侧柏林、油松林地植被覆盖度达到74.7%、73.2%与70.3%,叶面积指数分别为刺槐林3.04、侧柏林6.39、油松林5.54;物种丰富度指数分别为刺槐林地4.68、侧柏林地4.17、油松林地3.05;枯落物生物量量分别为刺槐林20.6t/hm~2、侧柏林17 t/hm~2、油松林52.9 t/hm~2;刺槐林、侧柏林根系生物量分别为16.77 t/hm~2、22.49 t/hm~2,集中在0-40cm土层,油松根系生物量为24.67 t/hm~2,集中分布于0-80cm土层。（2）刺槐、侧柏、油松人工林对土壤容重、孔隙度、非饱和导水率、稳渗速率与抗冲性的改良效果优于农地;刺槐、侧柏、油松人工林地的非饱和导水率分别为3.06×10-3cm/h、2.67×10-3cm/h、2.23×10-3cm/h,人工林地的土壤渗透性能均高于农地,持水能力更强。刺槐、侧柏、油松林地的抗冲性分别为4.17 g/（L·m~2）、6.56 g/（L·m~2）、4.53 g/（L·m~2）,均高于农地的263.8 g/（L·m~2）。（3）刺槐、侧柏、油松人工林0-50cm土层的土壤水分动态与降水过程具有高度一致性。120cm-200cm土层的土壤水分对降雨的响应滞后约8天。各林地土壤含水量为刺槐林15.63%、侧柏林21.74%、油松林17.49%,雨季土壤含水量（16.05～20.68%）是非雨季（10.5～15%）的1.5倍。坡面土壤含水量（16.6%）低于水平阶（20.0%）。刺槐林地0-200cm土层中易效水状态土层占所有土层的35%,中效水占65%;侧柏林地0-200cm土层的易效水占80%,重力水占20%;油松林地中效水占70%,难效水占15%,易效水占15%。（4）人工林地雨水入渗深度、入渗速率随雨量的增加不断增大。降雨量为20mm、32mm、66mm时的刺槐、侧柏、油松林地土壤入渗量分别介于14.1mm～16.23mm、16.8mm～26.2mm、49.5mm～58.7mm,最大入渗深度可达50-70cm、80-160cm、90-200cm。暴雨可对200cm以下深层的土壤水分进行补给,是补给深层土壤蓄水的主要降雨类型。（5）植被特征与土壤特征的相关性分析结果表明,叶面积指数与土壤水分、根系维数、铵态氮呈正相关性（P<0.05）,与土壤容重呈极显著负相关（P<0.01）。通径分析结果表明,土壤水分、地上生物量与坡度对植物多样性指数起直接作用,而有机质、速效氮和速效磷起间接作用。土壤水分对人工林地的叶面积指数、根系分布、多样性指数等植被特征具有决定作用,土壤容重、饱和导水率起间接作用。（6）影响Hydrus-1D模型精度的水力参数主要是形状参数n与饱和导水率Ks,植被参数是叶面积指数和根系生长量。Hydrus-1D模型的的NSE、RMSE、MAE分别达到0.859、0.028和0.035,适用于研究区人工林地土壤水分运动的模拟。（7）Hydrus-1D模型模拟结果表明,年652mm降水条件下刺槐林地年损耗量为524.6mm,入渗补给量为616.8mm,200cm土层的蓄水增加量为64.1mm,向深层补给量为28.1mm;年455mm降水条件下,刺槐林地年损耗量为374mm,入渗补给量为401mm,200cm土层蓄水增加量仅为25mm,向深层补给量仅为2mm,研究结果表明455mm的降水是维持刺槐人工林地水量平衡并防止土壤干层形成的极限。