在陕北地区，从流域和区域上分析人工造林对土壤水分分布的影响。在流域尺度上，沿水分梯度在研究区的南、中和北部地区选择三个具有代表性的小流域：赵家塬(W1；降雨量617mm)、燕儿沟(W2；降雨量509mm)和高西沟(W3；降雨量352mm)，降水量逐渐降低。结果表明，不同流域土壤水分剖面表现出很大不同。W1流域土壤水分含量较高接近该地区田间持水量，说明该地区土壤水分在生长季可以得到很好补偿，生长季植被消耗对该流域土壤水分没有明显的影响。W2流域在0-40cm的土壤含水量随深度迅速降低，之后土壤水分含量较为稳定。由于降水量较少加上植被消耗，此流域刺槐林土壤水分补给层大约在40-70cm范围内。在最为干旱的W3，刺槐林土壤剖面土壤水分含量极低(低于5%)，接近于凋萎湿度，且自上而下变化较小。

不同流域0-100cm土壤水分含量均值随林龄的变化结果表明：在不同降雨量地区，土壤水分在造林后呈现不同变化趋势，主要规律为在降雨量较多地区造林会增加土壤水分含量；在降雨量中等地区，土壤水分随造林进程先增后减少；而在降雨量极少地区，土壤水分在造林后变化较小。因此随林龄增加土壤水分无明显变化趋势。

在区域尺度，1m深土壤水分平均值与林地密度、郁闭度和降水量呈正相关，而与纬度和林龄呈负相关，与经度、海拔、草本盖度和坡度坡向无显著相关关系。

区域尺度上土壤水分随着林龄呈现不同变化规律，在降水较为充足的低纬度地区土壤水分会随着林龄的增加而增加，稍高纬度, 土壤水分随着林龄的增加逐渐降低。

非线性模型纬度转折点在北纬35.889°约在富县南部到洛川黄龙北部一带。基于以上结果，在黄土高原刺槐造林中可根据降雨量选择造林区域，造林区域降雨量应在500mm以上才能确保土壤水分的可持续利用以及生态系统的健康发展。相关研究成果已发表在Hydrology and Earth System Sciences（2011,15(8):2519-2530）。