黄土高原苹果园以其在经济和生态效益得以在该区域迅速发展,但这也不可避免的改变了区域的深层土壤水文过程。深层土壤水作为干旱半干旱地区生态系统稳定性特征指标之一,对植被抵御干旱和地下水补给具有重要意义。然而目前关于深层土壤水在植被不同年龄阶段以及降水年（枯水年、平水年、丰水年）消耗速率的认识并不充分。前人关于黄土高原地区深层土壤的研究主要集中在0-5 m土层,而对于5 m以下土壤水动态变化特征的研究较少;其次,随着植被年龄的增加,降水的补给、运移特征,深层土壤水对植被根系吸水的贡献以及蒸散平衡的改变仍需进一步的明确。基于以上的科学问题,本研究选取长武塬区不同种植年限苹果园（小龄果园,2008年种植果,命名为AP2008;中龄果园,2005和2001年种植果园,命名为AP2005和AP2001;大龄果园,1998年和1994年种植果园,命名为AP1998,AP1994）为深根系植被代表,通过空间换时间的方法,利用原位中子仪和土钻法对果园根区土壤水分进行原位监测,同时结合同位素、根系吸水模型和水量平衡方法,定量不同年龄阶段果园深层土壤水的消耗利用特征及其对区域水平衡的改变,结果表明:（1）长武塬区多年降水影响深度为0-5 m,因而5 m可作为研究区深层土壤的界定深度;大龄果园AP1994根区5-20 m土壤水几乎不随时间变化,因而其含水量可视为研究区苹果园深层可利用土壤水下限;同时,该耗水极限随深度变化并不是恒定的,土壤粘粒和容重可以分别解释其变化的64%和12%。（2）土地利用由农田转化为果园导致浅层土壤水被显著消耗,但相比19年果园,22年果园浅层土壤水呈现恢复的趋势。从2016年7月到2020年11月,降水的补给导致果园浅层土壤水分得到明显的恢复。其中果园AP1994补给深度最大,可达7.6 m;而果园AP1998补给深度最小,为5.4 m,但补给量最大,可达400 mm。不同年龄果园根区3H峰值的运移深度表明了在10年时间降水的运移深度减少了约1.5 m。（3）深层5-19 m土壤水年消耗速率随果园年龄的增加呈“铃形”分布,在13年左右达到峰值,为177 mm yr-1;在枯水年和平水年,中龄果园深层土壤水呈现显著的降低趋势,而在丰水年所有果园均不消耗深层土壤水。在枯水年,消耗的深层土壤水占果园AP2005和AP2001实际蒸散的比例分别为27.0%和13.6%;而在平水年2017和2018年,其占比分别为15.1%和7.9%。（4）随着果园年龄增加,5 m以下根系占总根系比例达60%以上,但苹果树仍主要依赖于浅层土壤水。同位素混合模型Mix SIAR表明,5 m以下的深层土壤水对果树根系吸水的贡献率可达9%-39%;而对土壤水和植物水同位素进行校正后,其贡献率降至6%-23%;苹果树季节性耗水模式对降水的响应较慢,但在低降水年表现出更倾向利用深层土壤水;尽管果园深层土壤水被显著消耗,但土壤水δ2H和δ18O变化分别在2‰和0.4‰范围内,显示出很弱的变化。（5）果园5 m以下深层土壤水随年龄的增加显著的降低,这导致其水势和导水率成倍降低。相比于黄土高原地区的土壤转换函数,Rosetta转换函数由于高估深层土壤水势和导水率,从而高估了深层土壤水的贡献;同时,根系吸水模型揭示了6年和18年果园土壤水势和同位素的异质性会导致其根系吸水比例和木质部水同位素在日尺度上呈现不同的变化规律。（6）黄土塬区苹果园大面积的推广种植导致了土壤硝态氮大量累积在3 m深度,可达500 mg kg-1,这对区域水土环境造成了潜在的威胁,但干燥化的土壤抑制了硝态氮向更深的土层迁移;土地利用由农田转化为果园后显著地增加了区域的潜在蒸散,但果园长期高生态用水会在大龄阶段降低,从而避免了深层土壤干燥化的加剧。综上所述,深层土壤水是黄土高原地区深根系植被的稳定水源,其在果园的根系吸水和蒸散占比并不可忽略不计。深层土壤水的消耗利用速率不仅与果园年龄有关,还与降水有关;同时,深层土壤干燥化改变了根区降水的补给和溶质的运移特征。该研究对于揭示长期退耕还林下植被与土壤水相互作用以及果园的可持续发展具有科学的指导意义。