森林与水的关系是生态水文学关注的热点问题。本研究以陇东黄土高原中沟小流域官山林场不同密度(750株·hm^-2、1600株·hm^-2、2196株·hm^-2、4563株·hm^-2)、不同地形部位（塬面、梁坡、沟台）、不同坡向（阴坡、半阴坡、阳坡、半阳坡）的刺槐人工林为研究对象,采用野外观测与室内实验相结合的方式,以土壤水分变化为重点,分析刺槐人工林林分结构、土壤物理特性及其土壤水分季节与垂直变化规律,以期为该地区水资源管理与刺槐人工林生态植被恢复与建设提供理论依据。研究结果表明:（1）刺槐人工林林分密度对平均胸径、树高、枝下高存在显著影响（P<0.05）,均表现为负相关性。林分密度过大将会导致树木平均胸径、树高与枝下高均变小。林分密度对平均冠幅存在负相关性,但影响不显著。从地形部位来看,塬面刺槐林（上）树木长势最好,塬面刺槐林（下）次之,沟台刺槐林长势较差,梁坡刺槐林长势最差。就坡向而言,半阴坡刺槐人工林长势最好,阳坡与阴坡次之,半阳坡最差。（2）对刺槐人工林土壤水文物理性质的研究发现,不同林分密度的土壤容重、土壤孔隙度存在显著差异（P<0.05）,随着林分密度的增大,土壤容重减小、总孔隙度、毛管孔隙度与持水性能增大。土壤容重为:750株·hm^-2(1.26g·cm^-3)>1600株·hm^-2(1.24g·cm^-3)>2196株·hm^-2(1.21g·cm^-3)>4563株·hm^-2(1.16g·cm^-3),平均总孔隙度为:750株·hm^-2（47.83%）<1600株·hm^-2（49.17%）<2196株·hm^-2（50.38%）<4563株·hm^-2（51.64%）,非毛管孔隙度为:1600株·hm^-2（6.52%）<750株·hm^-2（7.14%）<2196株·hm^-2（8.59%）<4563株·hm^-2（10.19%）,土壤的持水性能表现为:4563株·hm^-2>2196株·hm^-2>1600株·hm^-2>750株·hm^-2;不同地形部位刺槐人工林土壤容重、总孔隙度、非毛管孔隙度存在显著差异（P<0.05）,毛管孔隙度受坡位的影响不显著,土壤容重表现为:塬面刺槐林（上）(1.24g·cm^-3)>塬面刺槐林（下）(1.20g·cm^-3)>沟台刺槐林(1.18g·cm^-3)>梁坡刺槐林(1.16g·cm^-3),总孔隙度为:梁坡刺槐林（51.64%）>沟台刺槐林（50.94%）>塬面刺槐林（下）（50.38%）>塬面刺槐林（上）（49.17%）,毛管孔隙度为:塬面刺槐林（上）（42.65%）>塬面刺槐林（下）（41.79%）>梁坡刺槐林（41.44%）>沟台刺槐林（41.30%）,非毛管孔隙度为:梁坡刺槐林（10.19%）>沟台刺槐林（9.64%）>塬面刺槐林（下）（8.59%）>塬面刺槐林（上）（6.52%）,土壤持水能力为梁坡刺槐林>沟台刺槐林>塬面刺槐林（下）>塬面刺槐林（上）;坡向对土壤容重、孔隙度存在显著影响（P<0.05）,具体表现为,土壤容重:阳坡(1.29g·cm^-3)>半阴坡(1.27g·cm^-3)>阴坡(1.24g·cm^-3)>半阳坡(1.15g·cm^-3),总孔隙度:半阳坡（52.17%）>阴坡（49.17%）>阳坡（47.67%）>半阴坡（47.38%）,半阳坡土壤持水能力最好,阴坡与半阴坡次之,阳坡的土壤持水能力最差。（3）对刺槐人工林年生长季土壤水分季节变化的研究发现,刺槐人工林土壤水分变化具有明显的季节性差异特征,土壤含水量随降雨量的变化而呈现出相似的变化趋势,可将不同密度及不同地形部位刺槐人工林土壤水分的季节变化划分为四个时期,分别为:消耗期（5-6月）、补给期（7月）、消退期（8-9月）、稳定期（10月）,而不同坡向刺槐人工林在8-9月为土壤水分稳定期,10月份为土壤水分消退期。在5¹0月的年生长季内,不同密度刺槐人工林样地土壤含水率表现为:1600株·hm^-2（18.75%）>2196株·hm^-2（15.93%）>750株·hm^-2（15.92%）>4563株·hm^-2（11.87%）;不同地形部位土壤含水率以塬面刺槐林（上）为最好,塬面刺槐林（下）与沟台刺槐林居中,梁坡刺槐林最差;就坡向而言,土壤水分以阴坡为最好,半阴坡与阳坡居中,半阳坡刺槐人工林土壤水分状况最差。（4）根据变异系数与标准差两项指标将刺槐人工林0¹20cm土层土壤水分垂直变化划分为4个层次:速变层（Cv>0.3,S>4）、活跃层（0.2<Cv<0.3,3<S<4）、次活跃层（0.1<Cv<0.2,2<S<3）和相对稳定层（Cv<0.1,S<2）。就不同密度而言,1600株·hm^-2的刺槐人工林样地各层的变异系数最小,土壤水分状况最好,4563株·hm^-2的刺槐人工林样地在10¹00cm为水分速变层,土壤含水率始终最低;对不同地形部位而言,塬面刺槐林（上）土壤水分在各层变异系数最小,土壤水分较为稳定,而梁坡刺槐林土壤水分速变层达90cm之厚,水分状况最差,塬面刺槐林（下）与沟台刺槐林居中;就坡向变化而言,阳坡与半阳坡土壤水分变化比阴坡和半阴坡活跃,其中阳坡比半阳坡稳定,阴坡比半阴坡稳定。