祁连山区森林植被是我国西北地区的天然生态屏障,在水源涵养、水土保持、调节气候等方面发挥着重要作用,然而近些年受全球气候变暖、人类活动加剧的影响,产生了一系列的生态问题,如区域干旱事件频发、水分胁迫加剧、森林水源涵养能力变差等,这些问题已严重威胁到西北干旱区的生态安全与水资源的可持续利用,而森林植被作为祁连山区的重要组成部分,深入了解其土壤水文特征对于探究高寒山区水循环过程、水资源可持续利用、植被恢复与重建等具有重要意义,因此,分析和评估土壤水文特征已是当前亟待解决的重要问题之一。关于土壤水文特征或水文过程的研究大多都将土壤水视为一个混合均匀的单一水分库,然而“双水世界假说”提出了不同的观点,该假说认为土壤中存在两个相互独立的水分库即流动水与束缚水,且植被更倾向于利用土壤中的束缚水。虽然这一假说目前仍存在很大的争议,但却为重新认识土壤水分运动、植被用水等生态水文过程提供了另一思路。基于此,本研究以祁连山天涝池流域青海云杉与祁连圆柏林地为研究对象,通过野外采样与室内试验相结合的方式,对林地土壤的理化性质、水源涵养能力、植被的用水状况以及土壤中各水分库之间的相互作用与转换关系做了深入研究,以期为后续高寒山区生态水文过程的研究提供理论支持,为祁连山区生态环境的保护、治理等提供科学依据。主要研究结论如下:（1）林地土壤的理化性质:青海云杉林地0～30 cm土层的土壤颗粒以砂粒为主,土壤质地类型以砂质黏壤土与壤土为主,林地土壤容重整体较小,有机质含量较高,土壤总孔隙度与非毛管孔隙度较大;祁连圆柏林地0～60 cm土层的土壤颗粒以粉粒为主,土壤类型以壤土与粉壤土为主,与青海云杉相比,祁连圆柏林地土壤容重整体较大,有机质含量较低,土壤孔隙度较小。（2）林地土壤的持水能力:从土壤水分特征曲线的位置关系可以看出,青海云杉与祁连圆柏林地的土壤持水能力整体上随着土层深度的增加而增大,且青海云杉土壤各基质势范围内的土壤含水量均高于祁连圆柏,因此青海云杉土壤的持水能力更强。从土壤持水能力的影响因素来看,在低吸力段范围内,土壤持水能力主要受有机质与非毛管孔隙度影响,在中高吸力段范围内,则主要受黏粒含量的影响。从土壤水分特征曲线的拟合效果来看,4种经验模型中Fredlund-Xing模型的拟合效果最好,Van Genuchten与Gardner模型次之,Broods-Corey模型最差。因此,可将Fredlund-Xing模型作为祁连山天涝池林地的最优拟合模型。（3）林地植被对土壤水分的利用:试验利用直接对比法与多元线性混合模型定性与定量分析了林地植被对不同土层土壤水的利用状况,研究结果表明,在连续多天无降雨事件发生时,青海云杉对各土层土壤水的利用率分别为6%（0～15cm）、13%（15～30 cm）、82%（30～45 cm）,祁连圆柏对各土层土壤水的利用率分别为27%（0～15 cm）、14%（15～30 cm）、26%（30～45 cm）、34%（45～60 cm）,整体来看两者的利用率都随着土层深度的增加而增大,且与上述土壤持水能力的变化规律具有较好的一致性。（4）林地土壤的水分混合过程:试验选用离心分离与真空蒸馏相结合的提取方式,分别提取了静置一定时间后（0、8、24、72、120、168 h）各试验土壤中不同基质势范围内的土壤水分,并测定了其氢氧稳定同位素组成,通过多因素方差分析与时变混合模型估算了试验土壤中各水分库之间的同位素组成达到混合平衡所需要的时间,其中青海云杉为76 h（0～15 cm）、84 h（15～30 cm）,祁连圆柏为97 h（0～15 cm）、114 h（15～30 cm）、137 h（30～45 cm）、155h（45～60 cm）。混合平衡时间与土壤物理性质的线性回归结果表明,混合平衡时间与砂粒含量、饱和含水率以及土壤容重之间存在较好的线性相关关系。