人工林在木材生产,环境保护和景观建设中具有重要的功能和作用,而且将成为森林生态系统中愈来愈重要的组成部分。兰州南北两山人工林生态系统是兰州市城市生态系统的重要组成部分,对兰州市城市生态环境有着举足轻重的影响。研究分析兰州南北两山人工林地的土壤水分物理特征,对揭示南北两山森林与土壤的互动作用机理、森林对环境的保护作用具有重要的理论意义和应用价值。本文以兰州北山侧柏人工林为例,对其土壤水分性质、土壤物理性质、土壤渗透特征进行了研究分析,得到以下一些初步结论:(1)5种立地类型(阳坡、半阳坡、阴坡、半阴坡、梁峁台)条件下,侧柏林地在同一时期内土壤水分垂直变化规律基本一致,自上而下呈现出不稳定的变化特征。除梁峁台外,其他立地类型的水分变异系数基本呈现自上而下逐渐减小态势,不同立地类型土壤水分变异系数大小依次为:半阴坡>梁峁台>半阳坡>阴坡>阳坡。(2)不同林龄的侧柏人工林的土壤最大蓄水量没有差异,而涵养水源量存在着明显的差异。不同林龄的侧柏林地土壤涵养水源量(0～30cm)都显著高于荒地,其中,13a、10a、7a、4a生侧柏林地水源涵养量分别比荒地高201、268、251和208t/hm2,说明侧柏林地有较高的水源涵养功能。(3)土壤最大持水量、毛管持水量、田间持水量和最佳含水率随林龄的增大而增加,其大小均是13a生侧柏林地最大,无造林荒山地最小;0～30cm层土壤水分有效性在4a生林地表现为中效水,其他林地大都为难效水;与无造林荒山相比,不同造林年限的侧柏人工林地土壤持水量均有一定程度增加。说明侧柏人工林能够改善土壤表层水分状况。(4)不同林龄侧柏林地土壤容重都表现为随林龄的增大而减小,随土层深度的增加而增大;而不同林龄侧柏林地的土壤总孔隙度和非毛管孔隙度随林龄的增大而增大,随土层深度的增加而减小;林地土壤的总孔隙度都比荒地高,表明林地土壤的物理性状和结构要优于无林地。(5)不同林龄侧柏林地土壤渗透性能存在很大差别,具体表现为栽植年限越长,渗透性能越好。运用霍顿公式f= f 0+﹙f c- f 0﹚×e- kt进行曲线拟合,相关系数R2在0.64～0.95之间。(6)侧柏林地的土壤渗透系数与容重的回归方程为:y1=1.381- 0.609x1(R=-0.790);侧柏林地的土壤渗透系数与非毛管孔隙度的回归方程为:y2=3.664+5.096 x2(R=0.68)。(7)不同灌溉方式的侧柏林地土壤渗透性能存在显著差异,林地0～20㎝层的渗透性能好于20～40㎝,不同灌溉方式林地渗透性能具体表现为:喷灌林地>漫灌林地>弃灌林地>荒坡地,不同灌溉方式的林地土壤入渗过程符合对数曲线,对方程进行数学运算所求的累积入渗量和实测入渗量基本相符。(8)不同林龄林地间渗透特征存在差异,但林地的渗透能力都强于荒坡地。如:土壤的稳渗速率林地(0.43mm/min)﹥荒坡地(0.09mm/min),平均入渗率也是林地(0.53mm/min)﹥荒坡地(0.19mm/min)。