该研究测定了旱季和雨季刺槐(Robinia pseudoacacia)林不同土层厚度的土壤含水量,刺槐的树高、胸径、小枝凌晨水势、叶片碳稳定同位素组成(δ13C)、叶面积、比叶重和气体交换指标;分析了刺槐旱季和雨季的水分状况和土层厚度之间的关系;通过刺槐对季节性干旱胁迫的反应,估计华北石质山区不同土层厚度土壤水分对刺槐的承载能力;并求证近年来该地区刺槐衰败和水分因素的关系。结果显示:随着土层厚度减小,旱季土壤含水量下降、凌晨小枝水势降低;气孔导度和最大光合速率都减小,而瞬时水分利用效率增加,雨季上述指标无显著性差异,旱季土壤含水量只有雨季的60%左右。随着土层变薄,刺槐叶片δ13C增高,叶面积减小,比叶重增加;刺槐树高和胸径减小。以上结果表明:刺槐在不同季节下的水分状况综合反映土壤的供水能力,土层浅薄导致土壤水分承载力不足,致使刺槐在旱季受到较严重的水分胁迫,这可能是刺槐出现衰败的重要原因。