应用土壤-植物-大气连续体理论(SPAC),本文通过对黄土半干旱区集水造林系统中水分的分配、运行和消耗的定量观测,林木物质生产与林地耗水关系的系统分析,对下列问题进行了深入探讨:●半干旱区的降水资源环境与防护林建设的关系●集水造林技术与林木的土壤水分环境条件●不同林分密度的土壤水分环境与林木生理活动的关系●林木生长的适宜土壤水分条件和林木的需水量、耗水量●集水造林的林木水分生产效率、水分生产潜力本文试验依托经“七五”,“八五”攻关布设的径流林业试验林和防护林常规试验林,为北京林业大学径流林业课题组“九五”攻关部分内容。研究的野外实地观测始于1998 年5 月,截止于1999 年10 月,共计2 年生长季的连续观测和调查。试验材料为:●13～14 年生的集水造林密度刺槐(Robinia pseudoacacia L.)试验林;●6～7 年生的集水措施刺槐试验林;●8～9 年生的集水措施综合配套苹果(Malus pumila)试验园;●人工控制土壤水分的3 年生刺槐。观测研究的主要设备包括:●12 处不同坡度、不同坡面防渗处理的径流观测场;●SJ1 型虹吸式自记雨量计和Φ20cm 标准雨量计,Φ20cm 小型铜制蒸发 皿,ГГИ-500 型原状土柱土壤蒸发器;●两台国产LNW-50A 型中子土壤水分仪,45 处实地观测点;2 组10 套日 产DIK-3130 式张力计;两台日产KADEC-U2 型自记土壤温度仪;●美制LI-3000A 型叶面积仪,两台美制LI-1600 稳态气孔计和LI-6200 植物光合测定系统。水量平衡原理、土壤物理学、SPAC 理论、森林水文学、森林培育学及植物生产潜力理论是本研究试验设计和结果分析的理论基础;土壤水动力学原理、空气动力学能量平衡理论是具体数据估算的理论依据。