针对干旱半干旱区需增加森林植被和水资源缺乏及容量有限的矛盾，在典型流域，深入研究水分控制型森林生态系统的结构特征动态及其对流域水文过程的影响，探索植被、地形、土壤等要素空间异质性的水文效应，建立机理模型，耦合生态过程、水文过程、空间格局、时间动态，揭示林水相互作用机制，发展合理调控理论，促进完善生态水文学这个新兴学科。

为深入认识干旱半干旱地区复杂的林水关系和为合理恢复植被提供科技支持，在西北地区开展了森林生态水文研究。取得如下4方面进展：1）在环境驱动植被结构方面，调查了黄土区造林后土壤干层及分布，确定了影响植被的水分阈值，分析了树木生长对环境的响应，建立了水分限制型森林生长动态和经营模拟系统。2）在生态水文过程方面，研究了小流域内土壤和降水空间分布，调查了石砾对土壤大孔隙和蒸发的影响，分析了植被对小流域径流的作用，实验表明间伐降低林分耗水效果有限。3）在典型植被水分特征方面，提出了考虑树冠重叠影响的林分蒸腾估计方法，推动了树干空穴化测定方法发展，发展了“多株平衡法”并测定植被结构的蒸散影响，发现森林蒸散一般大于灌木和草地，指出消耗坡上流入水分是造林减少径流的重要机制。首次提出土壤水分植被承载力的概念和确定方法，用密度和叶面积指数确定了典型样地的水分承载力。4）在生态水文模型方面，应用BROOK90和TOPOG研究了坡面和小流域的植被水文影响，表明草地转为森林或灌木增加耗水，林地较草地多耗水50-100mm，维持阴坡林分稳定的最低年降水量为400mm，分析了小流域的产流区空间变异。