沙地樟子松和杨树作为我国三北地区的主要造林树种,在防风固沙和固碳增汇的过程中扮演着重要的作用。辽西北半干旱沙地人工林作为三北防护林的重要组成部分,对辽宁省的生态安全具有举足轻重的作用,然而,由于其脆弱的生态环境,近年来受气候变化的影响越来越大。本研究选择辽西北半干旱区的沙地樟子松人工林和杨树人工林作为研究对象,通过连续观测樟子松和杨树人工林的树干径流、穿透雨、林冠截留、土壤水分等指标,同时研究其对雨水中物质元素含量的影响,结果表明:1.在杨树林中,林冠截留量及树干径流量在天然降雨再分配过程中占比较大,而穿透雨量则较小;樟子松林中,林冠截留量和穿透雨量较大,而树干径流量较小。樟子松和杨树的树干径流量均与林外降雨量表现出极显著的正相关关系,树干径流率与林外降雨量表现出较好的指数函数关系;同时,樟子松和杨树的穿透雨量均与林外降雨表现出极显著的正相关关系(p<0.01);樟子松和杨树林冠截留量与林外降雨量呈指数函数关系,但二者相关性并不显著。2.樟子松林对土壤的水分保持能力好于杨树林,夏季与冬季樟子松林内土壤持水能力优势更加突出,如冬季樟子松土壤平均水量为18.64%,杨树为14.19%,春季樟子松和杨树持水能力相近,分别为14.72%和14.35%。杨树林内土壤表层持水能力与樟子松林相近,但是随着土壤深度的增加,持水能力逐渐开始出现明显差异,这说明不同树种对土壤含水量的影响不仅仅存在于土壤表层,深层的土壤水量也受到影响。降雨事件后,樟子松林土壤水分随着时间推移每一剖面深度土壤的水量逐个升高,表明水分在土壤中缓慢的向下渗透;而杨树林内土壤水分的向下渗透作用主要表层在0-60cm 土层,在60cm深度之后就不在明显。3.对降雨再分配后进行样品采集并进行元素测定后发现,与林外天然降雨相比,樟子松及杨树树干径流作用对水质的改善影响更加显著,樟子松树干径流中的钾离子、钠离子、硝态氮、全氮、全磷以及钙镁等离子都有着明显的不同程度的提高,多种离子浓度含量提升幅度高达1倍,而樟子松穿透雨中的物质元素交换程度则较低;另一方面,杨树树干径流及穿透雨中离子含量提高幅度相似。总之,沙地樟子松和杨树对降雨分配及降雨后土壤水分的含量及运动规律均有较大的差异,同时对其降雨中元素的影响也不同,这可能与其自己的生长特征及其经营管理措施等有关,这为该地区未来气候变化情况下更好的经营沙地人工林提供了参考。