本实验在山西方山峪口镇土桥沟流域径流林业地选取油松、白榆、侧柏三个树种的水土保持林为研究对象,开展水土保持林生态效应研究。进行了三种林分林木的蒸腾作用观测、林地植被调查、林下土壤水分及理化性质分析等试验,采用彭曼联合法、生态学理论对三种人工林的林地蒸散耗水、林木生物量、枯落物水文特性、林木改良土壤效应、以及林下生物多样性进行了研究。研究取得了以下几方面进展：(1)生态植被恢复过程中,以人工林为主体的植被恢复模式,通过人工林自身生长特性以及与生境的相互作用,能够有效的改善林地生态环境,在营造森林生态系统和建设生态环境方面发挥积极的作用。(2)实验采用修正过的Penman-Monteith方程模拟林木蒸腾过程,能够达到较高的精度水平。计算得到2009年整个生长季,侧柏、白榆、油松三种林木蒸腾耗水量分别是177.80mm、236.80mm、130.56mm,蒸腾耗水量由高到低的顺序为：白榆>侧柏>油松。研究区2009年生长季潜在蒸散量为465mm,白榆在生长季内对水分的需求最高,油松最低。结果表明无论是在耗水量上,还是在冠层蒸腾需求量上都是白榆最高、侧柏次之、油松最低。在5月、6月和10月这三个月份三种林木生长存在严重水分亏缺。(3)相同营造方式下,白榆的生物量最高,其次是油松,最后是侧柏。三种林分林下土壤含水量在土层深度为Ocm-30cm处,随深度增加土壤水分含量增加,30cm-70cm层,土壤水分含量随土层深度增加而迅速降低,70cm-90cm层,土壤水分含量基本稳定,变化不大；三种林木的林下平均土壤水分分别为：油松林为13.01%,侧柏林为12.29%,白榆林为11.1%,油松林土壤含水量最高,白榆林土壤含水量最低,侧柏林土壤含量居中,白榆对土壤水分的影响作用最为明显。油松、侧柏、白榆三种林木中白榆改善土壤养分和保肥能力最强,侧柏次之,油松最弱。(4)油松林、侧柏林、白榆林三种人工林枯落物蓄积量在13.33t/hm2-42.67t/hm2之间,在近似相同的立地条件下、相同的生长年限,总蓄积量侧柏林>油松林>白榆林。三个树种的枯落物持水速率由大到小依次是：白榆林>油松林>侧柏林,白榆林林下枯落物的持水能力强于油松林和侧柏林,林下枯落物吸水速率前期迅速下降,然后趋于稳定,在浸水Oh-0.5h,枯落物持水达最大值。林地枯落物最大持水量变动范围为28.83t/hm2-32.24t/hm2,其中白榆林的林地枯落物持水量最大,达到32.24t/hm2。白榆林的林地枯落物在贮存水分,增强林木对水分利用等方面较油松林和侧柏林具有优势。(5)通过植被调查和生物多样性统计方法测算,林下物种多样性由高到低依次为：白榆林>油松林>侧柏林,白榆林林下植物种最多。三种林木林下植物种类总体偏少,植物种类组成低于当地荒草地植物种类。