地下水补给是水文地质学研究的核心问题之一，在 人类活动与气候变化双重影响下的地下水补给研究是目前水资源研究中最具挑战性的前沿领域之一。在十年尺度上，土地利用变化对大陆水循环的影响超过气候变 化。然而，对于土地利用变化影响的研究目前主要在气候和生物多样性方面，而对于水循环的影响研究不够，特别是地下水补给方面，更加不足。

地质地球所工程地质与水资源研究室博士后黄天明 与合作导师庞忠和研究员对中国黄土高原的地下水补给变化开展了研究。他们在典型地区进行土壤钻探采样，研究包气带土壤剖面根系以下土壤水氯的分布特征及氯 的累积底界，基于氯质量平衡原理计算了地下水补给量。结果表明，黄土高原土地开垦（荒地到小麦地），使得地下水从100 mm/yr减少到50-55 mm/yr；退耕还草后（主要为苜蓿），地下水补给减少到0；种植果木后7年，在地表以下2-5 m处发生了土壤水分的亏损和氯离子的积累，使地下水补给量减少了60%以上。

牛津大学水资源研究中心主任W. M. Edmunds教授是地下水补给氯质量平衡方法的发明人之一，澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）的A. Herczeg博士是国际干旱区水资源问题专家。他们评审该文时认为，该文是氯质量平衡方法在黄土地下水补给评价中的首次成功应用，并针对土地利用变化导 致地下水补给减少的情形建立了定量化评估的新方法。

该成果对评估黄土高原水土保持工程、三北防护林 建设等大规模的土地利用变化对区域水循环的影响具有重要意义。上述研究成果近期发表在水文地质学专业杂志Hydrogeology Journal （Huang et al. Estimating groundwater recharge following land-use change using chloride mass balance of soil profiles: A case study at Guyuan and Xifeng in the Loess Plateau of China. Hydrogeology Journal，2011，19：177-186）。