在黄土塬区,水资源是不可或缺的基础自然资源,地下水更是重要的生产生活水源,在用水结构中占极大比重。近年来,随着退耕还林（草）工程的推进和对经济效益的追求,黄土塬区林地面积快速增加,然而高耗水植被的大量覆盖使得土壤深层水分普遍出现干燥化现象,导致地下水补给减少。因此,为了保证地下水的合理开发应用,亟需研究该地区土地利用方式对潜在地下水补给的影响,以更好的指导区域水资源的规划利用。本研究在黄土高原典型塬区,对不同土地类型下的土壤水分特征（垂直水分曲线、土壤储水量、水分亏缺量、干燥化水平）进行分析;利用氢氧稳定同位素方法研究降水-土壤水-地下水之间的转换关系;基于氯离子质量平衡法（CMB）分析区域地下水补给机制,并利用地下水中硝态氮含量评估地下水质量。主要研究结果如下:1.土地利用方式对土壤水分特征有显著影响。0-18 m土壤质量含水量均值和土壤储水量表现为农地>低龄林地（10年生）>高龄林地（20、26年生）,0-3 m土层土壤水分波动较大,3-18 m土层含水量变化规律则与总体平均值趋势相符。在11 m处出现含水量峰值,农地含水量最高可达26.4%,低龄和高龄林地峰值为26.8%和17.2%。三种土地类型在不同深度（0-3 m,3-11 m,11-18 m）表现出不同的干燥化程度,农地整体除3-11 m无干燥化现象外,其余部分均为轻度干燥化;低龄林地整体干燥程度呈先降低（轻度干燥化）再升高（中度干燥化）的趋势,总体保持轻度干燥化;高龄林地干燥化程度最为严重,各土层深度干燥化强度均大于农地和低龄林地。土壤水分的影响因素研究显示,植被类型与土壤水分相关性较强,随着林龄的不断增加,土壤水分亏缺越严重;同时通过对土壤各颗粒组成与含水量之间的相关性分析发现土壤水分与砂粒含量之间呈负相关关系,表示土壤质地也能够有效的影响土壤水分。2.土地利用方式影响黄土塬区降水-土壤水-地下水之间的转化关系。利用氢氧稳定同位素示踪法分析研究区域降水与地下水的同位素特征,发现不同季节长武塬降水的水汽来源不同,夏季和初秋降水受太平洋海洋气团影响,冬季主要受西风带输送的北冰洋水汽和局部蒸发的影响。地下水受降水补给的时间主要集中在夏末和秋季,春季和冬季降水对地下水的恢复贡献不大。不同土地类型土壤水同位素在整个剖面不同深度呈现出较大的变化特征,土层深度11 m为同位素变化的分界线,分界线之上各土地类型同位素变化较大且趋势不同,分界线之下林地与农地的同位素值变化均呈稳定状态。不同土地类型下深层土壤水和地下水之间的同位素组成显示农地和林地对水分入渗补给地下水的过程影响不同,农地对地下水的补给为活塞流,苹果林地水分入渗则以活塞流和优先流并存。3.不同土地类型的地下水补给机制和水质均存在明显差异。研究区农地的地下水平均补给量为43.1 mm/a,占年均降水量的7.5%,低龄林地和高龄林地的地下水平均补给量分别为29.6 mm/a和21.5 mm/a,占年均降水量的5.2%和3.7%。农地活塞流补给量占总补给量的84.6%;林地活塞流占总补给的56.3%,优先流为43.7%,并且随着林龄的增加,优先流比例增大。利用氚示踪剂和土壤水分平均入渗速率计算发现,降水从地表到达地下水层需要约13-95年。不同土地利用方式下土壤硝态氮整体平均含量和地下水年硝态氮输入量表现为农地<低龄林地<高龄林地。综上所述,黄土塬区高龄苹果林的大量存在会导致地下水补给量降低和地下水质变差,对区域的水文循环造成深刻影响,为维护降水-地下水之间的水文平衡必须对高龄林地的面积加以控制,以促进区域生态的可持续发展。