土壤水分是干旱、半干旱区域植被生长和生态恢复的主要限制因子,也是土地可持续利用的主导制约因子,黄土高原土壤水分长期处于亏缺状态,为了使生态环境得到恢复,在黄土高原地区实施了多项生态恢复措施。研究黄土高原深层土壤水分分布状况,可以进一步认识和了解土壤水资源的储存情况,对水资源管理、植被恢复以及有效规划农业生产具有重要的意义。本研究以安塞纸坊沟小流域为研究区,以刺槐林地、柠条林、草地和农地土壤水分为研究对象,结合不同的退耕年限,利用土钻法在采样点进行采样,采用烘干法（105-108℃,12h）测定土壤质量含水量;利用低温真空蒸馏法,采用LI-2000植物水和土壤水真空抽提系统对土壤水分进行抽提,采用液态水同位素分析仪对土壤水同位素进行分析测定。研究了小流域土壤水分空间分布状况,不同土地利用方式土壤水分变化特征及影响因素,草地不同退耕方式土壤水分的变化特征,土壤水氢氧同位素分布特征,得出了以下主要研究结果:（1）黄土高原丘陵区纸坊沟小流域土壤含水量具有较大的变化范围以及明显的空间分布格局,主要表现为南高北低。土地利用类型对土壤水分在垂直剖面变化的影响较大,刺槐林土壤水分在各个土层深度变化各异;柠条林在整个土壤剖面的变化特征是先减小后稳定然后又减小最后不断增加;草地根系分布较浅,且对土壤水分的利用能力有限,对土壤水的消耗较少;农地对土壤水分的利用也比较少,而且有效利用层在土壤表层,降雨能够补给到深层土壤水,而且冬季对水分的消耗少,长期积累,所以农地土壤水分含量较高;土壤平均含水量顺序为:农地（14.86%）>草地（14.00%）>刺槐（9.17%）>柠条（6.48%）。各层土壤水分分布基本一致,整个土层深度土壤含水量介于4.39-32.94%之间;3-7m土层深度土壤含水量相差不大,此层为该流域的土壤水稳定层。（2）黄土丘陵区小流域不同土地利用方式的土壤水分空间分布具有明显的差异,且土壤含水量总体较低。刺槐林地各层土壤含水量平均值在7.76%-12.42%之间变化,柠条林各层土壤含水量平均值在7.82%-9.19%之间变化,草地剖面各层土壤含水量平均值在9.28%-15.19%之间变化,农地各层土壤含水量平均值在9.15%-15.03%范围内变化,各土地利用类型土壤水分都属于中等变异,除了草地,其他三种土地利用方式土壤含水量数据受极端值影响较小;土壤水分与坡度、坡向（阳坡到阴坡）和退耕年限呈负相关,不同土地利用方式土壤水分刺槐<柠条<草地<农地。（3）在退耕还草基础上应该适当采取一些水土保持措施来提高退耕地植被恢复的效果。降水对土壤水分的影响比较明显,且水平阶退耕草地土壤含水量（13.38%）>自然退耕草地（13.21%）;水平阶退耕草地和自然退耕草地浅层土壤含水量的年内变化趋势基本相同;200 cm深度以下水平阶退耕草地普遍高于自然退耕草地;在不同生长周期土壤水分在不同深度具有明显差异,以生长期为例,0-100 cm深度平均土壤含水量自然退耕草地（12.46%）>水平阶退耕草地（11.58%）,100 cm深度处自然退耕草地（14.02%）<水平阶退耕草地（14.44%）;次降雨对不同深度土壤含水量的影响不同,对表层土壤含水量影响最大。（4）研究区土壤水δ¹⁸O和δD随着土层深度的增加逐渐富集。不同土地利用类型土壤水氢氧同位素变化特征各有差异,土壤水δ¹⁸O的大小顺序为:草地>农地>刺槐>柠条,土壤水δD的大小顺序为:农地>草地>刺槐>柠条;由于降雨在短时间内经历了蒸发、分馏等过程,且土壤水是多次降雨的新水和旧水在时空上所发生的混合稀释水,所以不同土地利用类型土壤水氢氧同位素的拟合关系与大气降水线的关系,都是土壤水氢氧同位素拟合线位于大气降水线右下方;不同土地利用类型在同一土层土壤水δ¹⁸O和δD变化特征基本一致,在不同土层变化各有差异;次降雨的补给作用有限,只能补给到表层土壤水,对深层土壤水的补给比较困难,所以次降雨对土壤水δ¹⁸O和δD的影响也比较明显;土壤水δ¹⁸O的最小值和平均值都是雨前<雨后,最大值相等;土壤水δD最大值、最小值以及平均值都是雨前<雨后;在整个剖面范围内总体上土壤水δ¹⁸O和δD雨前<雨后。