被重力、分子吸力和毛管力保持在森林土壤中的水分。它是森林植物养分转运的中间物和溶剂，氢的来源，土壤温度和通气性的调节剂，以及土壤中毒性物质的稀释剂。

森林土壤水分是森林土壤的一个重要组成部分，它积极参与土壤中物质的转化过程，并在风化过程和土壤形成过程中起着重要作用。特别是它作为一个肥力因素，与林业生产有着密切的关系，据测定，形成一克森林植物体的干物质，需要消耗几百到一两千克水。因此森林土壤水分的供应，直接影响着森林的分布。森林土壤是矿质元素的充分供应者，但如果没有水分，土壤则完全是非生产性的；如果有足够的水分，即使是贫瘠的沙地也能维持森林生长。森林土壤水分状况是指森林土壤水分在土壤剖面中的存在数量和周年动态变化，它受气候、植被、地形、土壤性质等自然因素的影响，在不同地区、不同土壤类型之间，存在着规律性的差异；在人工林地上，还受营林措施的支配。森林土壤水量平衡是森林土壤水分状况在数量上的表达方法。水量平衡是指在某一段时间内，进入土壤及由土壤中消耗掉的总水量，以及土壤水分贮量的变化，可用下式表示：输入=输出+ΔW，显然ΔW可以是正值，也可以是负值。森林土壤多年平均的年水量平衡，从数量上说明着它的水分状况的类型。

森林土壤中水分物理性质沿着土壤剖面具有规律性的变化，表层的容重小，孔隙度大；下层则相反。此外，最小持水量和土壤贮水量也相应降低。最大吸湿量与稳定凋萎含水量的变化与剖面中粘粒及胶粒的分配有关，因为这两种粒级能大量吸着水分，一般淋溶层中矿质胶粒含量低，腐殖质中有机胶粒含量较多，淋溶土壤下层矿质胶粒的含量则增多。

对林地水分状况的影响极为显著。森林枯枝落叶层的比重介于1.5到1.8之间，容重由0.04～0.1到0.16～0.2克/立方厘米，有时高达0.3克/立方厘米；最大持水量在500～700%之间（占枯枝落叶重量的百分数），容积为28～64%（占枯枝落叶层容积的百分数）；最大持水能力为10～20毫米，有时还多，田间持水量比饱和持水量少1/3至1/2。森林枯枝落叶层由于能保护土壤免于受冲刷并保护土壤的裂缝，结构间的空隙及孔隙等免受小的分散土粒与粘土颗粒填塞的缘故，因此不仅其水分渗透性极好（每分钟渗透水层可达数百毫米），并能促进下部矿质层保持较高的水分渗透性；据测定，去了枯枝落叶层后水分渗透性要降低67～77%。

森林土壤的持水性能由持水量来确定。森林土壤持水量可区分为以下几种类型：

饱和持水量

土层本身容纳水分容积的能力。这种容积量相当于土壤的孔隙量（孔隙度）。饱和持水量的变化范围为土壤容积的40～50%，有时降低到土壤容积的30%，而在个别情况下可增高到土壤容积的80%。据折算，孔隙度为40～50%的1米土层的饱和持水量为4000～5000立方米/公顷。由于闭塞空气、溶解的空气和吸附性空气的存在，使饱和持水量的数值约减少5～10%。根据饱和持水量，就可计算土壤本身所能容纳的各种水分的最大可能数量。

毛管持水量

土壤和底土在层次中可能保持的毛管水最大可能数量。毛管持水量（毛管持水能力）大体上相当于土壤和底土的毛管孔隙度。毛管持水量数值的变化决定于一系列因素。在浅位地下水条件下（1.5～2.0米），毛管持水量是由细小孔隙、大孔隙和毛管弯液面总吸取作用决定的；毛管持水量相当于土壤中毛管支持水最大可能的含量，对1.5米厚的中壤质土层来说，其数值相当于土壤容积的30～40%，或约相当于4500～6000立方米/公顷。在深位地下水条件下，毛管持水量相当于土壤保持毛管悬着水的最大可能容量；在毛管悬着水情况下，持水量的大小决定于土壤结构和机械组成，其容积变动范围为20～35%，即1米土层为2000～3500立方米/公顷，1.5米土层为3000～5250立方米/公顷。通常把毛管悬着水条件下的持水量称为最小持水量，或称田间持水量。毛管持水量对合理地调节土壤水分状况和实行水利土壤改良都是很重要的。

最大分子持水量

土壤束缚水（薄膜水）含量的上限。最大分子持水量的数量决定于土壤和底土的颗粒直径。将土壤的实际湿度与最大分子持水量相比，可以确定在土壤中有没有活动性毛管水。稳定凋萎含水量是植物萎蔫和枯死的水分含量，接近于最大分子持水量（通常比最大分子持水量低2～3%）。因此，将实际湿度与最大分子持水量相比，能够说明在土壤中是否存在对植物有效的贮水量，抑或这种贮水接近于耗尽。最大分子持水量不是一个常数，尽管它表征出土壤水分低活动状态的特点。

最大吸湿量

能够被土壤稳定吸附和保持的气态水的最高极限数量。最大吸湿量决定于土壤的化学组成、机械组成和矿物组成。含有腐殖质、泥炭，以及含有大量吸湿性盐类的土壤中，最大吸湿量很高。土壤颗粒组成中细粒级含量越高，最大吸湿量越大。腐殖质少的轻沙壤质土壤的最大吸湿量在2～4%之间，而重粘质和富含腐殖质的土壤则高达10～20%。土壤中处于最大吸湿量的水分对植物是无效的。

稳定凋萎含水量

土壤中水分含量不能保证植物本身对水分的需要，从而使植物凋萎的土壤含水量。稳定凋萎含水量随土壤粘性的增加而增高。如沙土的稳定凋萎含水量（%）为1～3，沙壤土为4～6，壤土为10～12，粘土为20～30。与高岭石型土壤相比较，蒙脱石类型土壤具有最高的稳定凋萎含水量指标。影响稳定凋萎含水量的因子尚有植物特性、土壤中有机物质和盐分等。稳定凋萎含水量可以用直接的方法来测定，如用防止蒸发的小栽培皿中植物凋萎时的土壤湿度来测定稳定凋萎含水量。在美国采用测定“持水当量”的方法，即用“持水当量”除以1.84～1.24，求得稳定凋萎含水量。还可以利用最大吸湿量乘以系数1.3～1.5（有时为2～3）。

有以下几种类型：

森林土壤水的能量状态

森林土壤水含有不同数量和形式的能（动能和势能）。由于水在土壤中的运动很慢，它的动能（动能是与速度平方成比例的）一般认为可以忽略不计，而势能（势能是由位置或内部条件造成的）对决定土壤中水的状态和运动极为重要。森林土壤水的势能在很宽的范围内变化，湿土和干土间水的势能差造成水在土壤中流动的趋势，即土壤水运动是依靠两个区域间势能状态不同，从高自由能区向低自由能区移动的。被土壤水自由能影响的力是土壤基模力（土壤固体对水的吸附作用和毛管作用的吸引力）和土壤渗透力（水中离子和另外溶质的吸引力）造成的，这两者的趋向是减少土壤溶液中自由能。重力是土壤水作用的第三种力，它从高处向低处移动。因此，土壤水的总势是基模力、渗透力和重力（加另外较小的力）的总和。重力势是一个正力，基模势和渗透势是负力。水从土壤孔隙或从土粒的吸引力中移动所需的能量可以应用在饱和土壤样品中放置一个可渗透膜的吸力来测定，用气压（或巴）或水柱高度表示。

总土水势

国际土壤学会土壤物理学术语委员会1963年给总土水势的定义为“可逆地和等温地从在特定高度和大气压下的纯水池转移极少量水到土壤水（在研究中的点）每单位数量的纯水所必须做的功。”在热力学上，这个势能可以用土壤水和“标准水”的偏比自由能差的观念来表示。土壤水是受若干力场的作用，致使其水势不同于纯自由水。这些力场产生于固体基模对水的吸引，以及由于溶质、外部气压的作用和重力的存在。因此，土壤水的总势可以当成是上述各种因素构成的分势的总和，公式如下：

ϕt=ϕg+ϕp+ϕo+……

式中 ϕt为总势；ϕg为重力势；ϕp为压力（或基模）势；ϕo为渗透势；右端的点号表示理论上还可能有的其他各项分势。不是所有上列分势的作用都相同，这些分势的梯度，并不永远对造成水流有同样的影响（如渗透势梯度需要有半透性膜才能引起液体的流动）。总土水势概念的主要作用在于它提供一个统一的尺度，用以评价土壤—植物—大气连续系统中，水在任何时间和每一地点的状态。

土壤水分特征曲线

土壤水吸力平衡时，土壤中保持水的数量是充水孔隙的大小和容积的函数，因之也是基模吸力的函数，这个函数可以用试验方法测定，以制图的方法用一条曲线代表。土壤中含水的数量和土壤水的能量状态（即土壤湿度和土壤水吸力）是成函数相关的。这个相互关系，受滞后作用的影响，可以用“土壤水分特征曲线”表明，又称为“保持”、“释放”、“吸水”或“脱水”曲线。它在土壤物理学中是极其重要的，因为它表明结构、孔隙度、孔径分布及吸附作用对土壤水状态的影响，土壤水的状态和它在土壤剖面中如何变化，则又决定着土壤水运动方向，并影响其速率以及植物吸收水分。土壤水分特征曲线的斜率是每单位基模势的变化所引起含水量变化，一般称之为差别（或比）水容量，这是一个与土壤水分贮量和对植物有效程度有关的重要性质，差别水容量的真正数值取决于土壤湿度范围、质地和滞后作用。

森林土壤根层水分的各个流过程（例如入渗、再分布、排水、蒸发以及植物吸收水分等）虽然其速率与方向都可不同，但仍能用一个总方程加以概括，这个总方程称为根层水量平衡，它把对整个系统水分增进和水分耗损都逐项列出来。要对森林土壤根层的水分循环的整体加以评述，包括在根层整个水分循环中的个别过程在一时段内的相对数量加以评价，就必须分析根层的水量平衡。水量平衡用最简单的形式表示，就是在一给定时段内，一给定土壤体积中加进的水量与抽出的水量W_出之间的差额，就等于同一期间总含水量的变量ΔW，即

W_进-W_出=ΔW

当增量超过亏损时，含水量的变量是正号；反之，亏损大于增量时ΔW是负号。要把这方程逐条清列出来，可在一给定期间内到达土壤表面的雨量或灌溉水量的去处测算。在以上水量中，一部分将渗入土中，有些水量则暂时地成为泥浆聚积在地表，或作为地表径流淌下坡去。在渗进土壤的水量中，有的经过表面直接蒸发掉，有的将被植物吸取最后蒸腾到大气中，有的可能从土壤深处排走，而留下的（在一给定阶段中）则贮存在土壤中。可能还会有来自邻地的地表径流，来自地下水层的毛管上升水或从某一深处的湿上层的来水。水量平衡计算范围，可以是一个小土样区，也可以是整个集水区，计算水量平衡的土层深度是可以任选。从林业或森林生态学角度考虑，一般以采用森林植物的扎根深度（或称根层）最为恰当。根层水量平衡的情况是：①进入的水量W_进，一般是由降雨M或灌溉I_r所组成，或这两项都包括在内。它们一般都是用每一单位地面面积的容积水量即水头或水层深的单位来表示

W_进=M+I_r

②同期间内，水也可通过地面径流、排水及蒸散等过程从土中抽走，因而

W_出=N+F+（E+T）

式中 N为地面径流（这项一般是水量的一项输出，但如果有径流从邻地流入来的，这项也可能构成输入）；F为“深层渗漏”，或根层的排水量（这项可构成输进或输入，要看水是向上流还是向下流）；E为从土壤表面的直接蒸发；T为植被的蒸腾。因而（E+T）是蒸散。这里没有考虑林冠层的截水及地表坑穴中的存水，因为一般说来，这些只是短暂的现象，它们留住的水一般都会后来成为入渗或蒸发。③根据以上两式，总的水量平衡就成

ΔW=M+I-N-F-（E+T）

这是水量平衡的积分方程形式，其中各项都是某一时期内的累积量。根据水量平衡也可用微分形式表示，这是指同时进行的各过程的速率（即同时穿过一平面的通量）。不论是积分形式还是微分形式，方程式中各项之和还需要服从质量守衡定律。