根据黄土地区防护林生态系统水分循环的特征，提出了防护林生态系统水量平衡方程。通过对１９８８～１９９２年刺槐、油松、沙棘、虎榛子林地、草地和裸地６种生态系统水量平衡的分析，结果表明降雨是防护林生态系统主要的水分输入量，刺槐和油松林根际层以下土壤水分的上升补给，也是重要的水分输入项，特别是春季的４～６月份，更是防护林生态系统极为重要的水分来源，刺槐林和油松林平均根际区下层土壤水分上升补给量占降雨量的６．３２％～１１．５５％。蒸发散和林冠截留是防护林生态系统主要水分输出项，在比较干旱季节或月份，蒸降比出现大于１．０情况，大气降雨不能满足林木生理蒸腾和土壤蒸发的要求，地表径流量一般比较小，主要发生在７、８、９三个月，地表径流量仅占同期降雨量的１．５１％～３．８７％。根际区土壤存在着一个比较稳定的含水量范围，其值为８．１％～９．８％，相应于根际区内有效土壤水分贮量为１２０～２００ｍｍ，据此确定出在研究地区正常年份，目前防护林经营状况条件下，土壤水分只可供刺槐林正常生长１０～１６ａ，油松林正常生长５～８ａ。经水量平衡强度系数计算，得到刺槐林和油松林水量平衡强度系数平均为４８．２０％～５０．１９％，属于分类的差级，沙棘和虎榛子林40.43%～40.74%，属分类的中级，表明在现有经营管理条件下乔木林地水分供应不足，灌林林地水分供应基本可满足要求。通过水量保证系数计算，刺槐林和油松林水量平衡保证系数为-1.52%～-3.47%，灌木林地则均为正值，沙棘林和虎榛子林为1.24%～1.71%，表明在现有经营管理条件下乔木林水分无法保证供应，但水分条件对灌木生长是有保证的。