2000年在山西方山，采用LI-6200光合测定系统和LI-1600稳态气孔仪，对不同集水措施试验地的刺槐、侧柏和苹果的生理指标进行了实地观测，并辅以相同树种实地盆栽苗木水分胁迫条件下的林木生理指标观测，研究了林木净光合速率、羧化效率、水分利用效率与土壤含水量的定量关系｡结果表明：维持刺槐､侧柏和苹果净光合作用的最佳土壤含水量分别为17.13%､15.9%和16.11%，三树种维持叶片水分利用效率的最佳土壤含水量依次为13.23%、10.66%和12.38%；羧化效率最高时的土壤含水量临界值依次为15.7%、15.5%和15.8%；土壤水合补偿点分别为4.55%、3.91%和4.49%｡上述三树种蒸腾速率所适宜的土壤含水量分别为18.82%、19.70%和16.33%｡根据集水造林的基本构思，可选取维持最佳叶片水分利用效率的土壤含水量临界值作为集水造林林木密度调控的土壤水分阈值和林木需水量的低限计算条件｡这一指标可量化为刺槐10%～13%，苹果10%～12.5%，侧柏9.5%～11%｡