黄土高原丘陵沟壑区水资源不足是限制人工林恢复,生长的关键因素。探究人工林水分利用方式、效率以及生长承载力是有效利用水分,恢复生态的有效途径,也是目前植被可持续恢复和发挥生态功能的亟待解决的科学问题。因此,本研究选取安塞五里湾流域人工栽植恢复19a的山杏、沙棘、油松、杨树、刺槐、刺槐山桃和刺槐山杏混交林为研究对象,对比分析了0?100 cm,稳定性氧同位素的垂直分布和不同土层对林地的贡献率;通过Biome-BGC模型模拟不同年限的碳水通量及水分利用效率;通过承载力模型估算林地间的土壤水分植被承载力,为认知陕北丘陵沟壑区不同水土保持林林分水平上的水分利用特征和林地承载力提供科学依据,亦为水土保持林配置和树种选择提供实践指导。主要研究结果如下:（1）稳定性氧同位素分布结果显示:灌木中山杏林土壤水与茎干水δ18O在0?20cm处有一个交点,主要利用0～10 cm土壤水,利用占比为40.4%;沙棘林土壤水与茎干水δ18O在0?10 cm和80?100 cm处有两个交点,其水分主要来源于0～10 cm、80～100cm的土层,利用比率分别为27.4%、65.5%。乔木林地油松林、刺槐林土壤水与茎干水δ18O在0?20 cm处有一个交点,水分主要来源于10～20 cm土层,利用率分别占总土壤水的45.2%和67.3%;杨树林各土层土壤水与茎干水δ18O值接近距离相似,其利用0～100 cm土层水分较均匀平均值为16.7%;刺槐山桃混交林土壤水与茎干水δ18O在10?20 cm处有一个交点,水分主要来源于0～10cm土层,刺槐和山桃利用率分别为40.3%、36.5%。刺槐山杏混交林土壤水与茎干水δ18O在60?80 cm处有一个交点,水分主要来源于60～80 cm、80～100 cm土层,刺槐和山杏利用率分别为28.7%、28.5%和26.8%、27.0%。这可能与植物的根系的分布有关。（2）Biome-BGC模型模拟1999年?2020年水土保持林水分利用效率表明:水分利用效率总体随植被恢复年延的增加呈下降的趋势,但山杏林、油松林、杨树林和刺槐山杏混交林水分利用效率的最大值出现在2018年,山杏林、刺槐林水分利用效率的最小值出现在2000年,油松林最小值出现在2003年。各水土保持林灌木沙棘林水分利用效率最高,变化范围为1.46?2.63 g C/kg H2O;乔木油松林水分利用效率最高,变化范围为1.36?2.1 g C/kg H2O。2019年、2020年灌木林水分利用效率的平均值为1.86g C/kg H2O、1.33 g C/kg H2O,乔木林水分利用效率的平均值为1.52 g C/kg H2O、1.28g C/kg H2O,低于灌木林的18.3%、3.8%。不同水土保持林地得水分利用效率存在差异与植物本身的特性相关。（3）土壤水分植被承载力模型估算显示:所有林地的土壤贮水量大于土壤萎蔫贮水量,不同水土保持林有效贮水量的平均值为50.5 mm。估算承载力的水分利用效率由净初级生产力和蒸散发的比值确定。山杏林和杨树林的水分利用效率最高分别为0.8g C/kg H2O和0.84 g C/kg H2O。其次为刺槐林、刺槐山桃混交林和刺槐山杏混交林分别为0.46 g C/kg H2O、0.67 g C/kg H2O和0.77 g C/kg H2O,最后为沙棘林和油松林均为0.19g C/kg H2O。水土保持林单株生物量范围为1.38 kg?55.86 kg,林地生物量范围为3.04t/hm~2?45.92 t/hm~2。不同水土保持林达到土壤水分最大承载力盈余密度分别为灌木林山杏、沙棘分别为59株/公顷、85株/公顷;乔木林中油松林、杨树林、刺槐林、刺槐山桃混交林和刺槐山杏混交林为17?42株/公顷。各水土保持林土壤水分植被承载力为灌木林山杏林为829株/公顷,沙棘林为2285株/公顷;乔木林油松林为1833株/公顷,其次为刺槐山桃混交林（刺槐林为917株/公顷,山桃林为458株/公顷）,刺槐山杏混交林（刺槐林为339株/公顷,山杏林为1018株/公顷）,刺槐纯林为1224株/公顷,杨树林最低为841株/公顷。综上分析,不同水土保持林雨季水土保持林主要利用土壤表层的土壤水,水分利用效率逐年递减,林地之间差异显著。同时土壤水分植被承载力有盈余但接近饱和。