通过定位监测与对比分析，对黄土高原半湿润落叶阔叶林区、半干旱森林草原区和半干旱典型草原区，持续干旱期末人工林根区土壤干旱状况、雨季后土壤水分恢复情况进行了测定分析；同时，通过引入土壤贮水亏缺度这一新的指标，对人工林地土壤水分亏缺度的空间分布进行了研究。结果表明，黄土高原人工林地土壤水分亏缺严重。根区0～320cm土层贮水亏缺量达384.06～466.68mm，相当于该地多年平均降水量的63.95%～77.70%。其中以0～40cm主要根系分布层亏缺量最大。人工林根区土壤贮水亏缺度，在水平方向上具有较为明显的空间分布规律。其中，侧柏、油松土壤贮水亏缺度与距主干距离成正相关，但刺槐则相反；在垂直方向因林分类型不同而异。半湿润落叶阔叶林区传统的一维土壤水分动态监测，难以准确反映半湿润落叶阔叶林区人工林地的水分状况。

采用单株平衡法，通过定位监测与对比分析，对黄土高原半湿润落叶阔叶林区，持续干旱期末人工林地土壤水分亏缺度、雨季末降雨补偿深度及土壤贮水亏缺补偿度的时空分布进行了研究。结果表明，在水分条件较为优越的半湿润落叶阔叶林带，丰水年雨季过后的土壤贮水亏缺补偿深度不超过280cm，平水年240cm，枯水年仅40cm，而耗水深度超过320cm。丰水年0～320cm土层，土壤贮水亏缺补偿度仅14153%。自然状况下，单纯依赖天然降水，人工林地土壤水分亏缺状况将难以恢复。人工林地土壤贮水亏缺补偿度具有极为明显的空间分布规律。其中，水平方向土壤贮水亏缺补偿度与距主干距离成反相关，垂直方向因林分类型不同而异。林木根系的存在，削弱了天然降雨对土壤水分亏缺的补偿作用。在黄土高原南部半湿润落叶阔叶林带，仅采用传统的一维垂向土壤水分观测结果，或以3m以上土层的土壤水分动态监测资料为基础，进行有关土壤水量平衡及蒸散量的计算，其计算结果的准确性和科学性将难以保证。

为探讨造林整地工程对人工幼林系统坡面水沙输移中的作用及程度，从产流、汇流的机制与理论模型出发，对旱区人工幼林系统地表径流调控的关键途径进行了分析。结果表明，在降雨特性、地形、土壤3大影响坡面产流、汇流的因素中，地形因素是人工调控的关键。在当前技术、经济条件下，通过造林整地，改变微集水区坡长、坡度乃至坡形，是最简单而有效的人工调控手段。对20个不同整地方式人工幼林地田间径流小区和未整地空白对照径流小区的观测表明，鱼鳞坑、水平沟、反坡梯田3种造林整地工程，虽可有效地削减径流向系统外部环境的输移，但其调控径流能力远未达到工程设计要求，其地表径流输移的削减率，在39192%～65111%之间，削减率与集水坡长成反相关，3 种整地方式中，以反坡梯田整地的削减率最大。造林整地径流小区与传统直线型坡面径流小区对比观测，难以揭示整地对微区坡面产流影响的实质；造林整地工程设计中所期望的拦泥蓄水作用，则因忽略了含沙径流入渗、整地对微区地形与产流、产沙的影响等而被大幅削弱。

应用田测法，对渭北旱塬南部高原台塬过渡区，矮化红富士苹果需水量、需水规律及限水灌溉效应进行了研究。结果表明，该区矮化红富士苹果生育期总需水量为494.8～552.7mm，其中干旱年份高于湿润年份；年生育期内以6月最大，7～8月次之，10月最小。果实膨大和花芽分化盛期需水量最大，占总需水量的41.4%～46.7%，新梢生长与果实发育前期次之，占总需水量的34.0%～34.2%；并得出了该区矮化红富士苹果生育期的作物系数KC值。对不同降水年型土壤水分盈亏状况与该区降水特点分析表明，该区50%年份降水能够满足矮化红富士苹果生长需要，无需灌水；10%年份降水基本满足需要，生育期末土壤贮水基本持平，但由于受降雨分配影响，需水关键期仍需适量补充灌水；40%年份降水明显不足，必须灌水才能维持稳产、高产。干旱年份补充灌水对当年和第二年树体生长、果实发育和产量均有显著的正效应。

采用3112A 最优混合设计，以有机肥、无机肥（mN ∶m P2O5∶m K2O=1∶0. 7∶1） 和补充灌水量为主要因子，通过田间试验和室内叶分析，对无病毒矮化红富士苹果树体的N，K营养状况进行了研究。结果表明，在渭北旱塬南缘，红富士苹果幼园不施肥或施肥不足，均会造成树体N，K营养缺乏，成为影响幼树生长发育的主要限制因子，其中以N 素缺乏尤为严重；在中量施肥条件下，N，K营养均为非限制性因素，但补充灌水能提高养分的有效性。对树体生长、发育和营养状况进行综合分析后确定，渭北旱塬南缘矮化红富士幼树的最适施肥量、灌水量分别为: 有机肥20 000～24 536 kgö hm 2，无机肥N，K20均为376.90～501.2kgö hm 2，P2O 5263.80～350.84kgö hm2，平水年补充灌水量为24.8～61.8mm，丰水年可不进行补充灌水。