贺兰山东坡大多数沟道，特别在中段，沟道水质很好，pH值7.5左右，矿化度不高，为轻度软水或适度硬水，适宜饮用。北段沟道水质状况复杂，除少量可饮用外，大部分沟道或区段水质差，仅可供林牧业和农田灌溉用。
根据区域水文地质普查报告，在贺兰山中段（插旗口——大武口）的含水岩层主要由侏罗纪与三叠系构成，岩性多为厚层砂岩或砂岩与泥岩互层，地下水类型为裂隙孔隙层间水，地下水多以下降泉的形式出露，泉水流量变化大。在贺兰山北段石炭井矿区、中段苏峪口沟等处有寒武奥陶系灰岩分布，岩溶发育地段富水性较好，岩溶水以泉水形式出露，泉水流量变化大。贺兰山的风化裂隙水的分布主要受地形和岩性的控制，含水层厚度不大，大多就地补给、就地排泄，多以下降泉的形式排泄到沟谷，单泉流量一般小于每天50立方米。
第四节土壤条件
宁夏贺兰山自然保护区地形复杂，植被多样。因此，土壤类型也较复杂，可划分为高山土纲、半淋溶土纲、干旱土纲、初育土纲、钙层土纲和漠土纲6个土纲，其下属9个土类14个亚类和30个土属。9个土类分别为高山与亚高山草甸土、灰褐土、栗钙土、棕钙土、灰钙土、新积土、石质土、粗骨土和灰漠土。保护区土壤，特别是中段具有明显的垂直分异，阳坡从下到上大致为山前灰漠土、山麓棕钙土、新积土、粗骨土、栗钙土、亚高山、高山灌丛草甸土；阴坡大致表现为山前灰漠土、山麓棕钙土、山地灰褐土、亚高山、高山灌丛草甸土。从大的土壤带可简化为棕钙土、灰褐土、亚高山、高山灌丛草甸土3个带。
一、高山、亚高山草甸土
高山、亚高山草甸土是发育在高山、亚高山条件下的一种土壤，分布于贺兰山垂直带最上部。土壤带宽约500m，集中分布在3000m 以上主峰附近，面积较小，地势陡峻，地表多巨石，局部地块有岛状或斑块状的蒿草草甸，而石质陡坡常由鬼箭锦鸡儿、高山柳形成高寒灌丛。由于所在地境气候寒冷，植物生长期仅70~90天，从10月上旬至次年5月下旬皆为积雪期。降水量达500mm 左右，土壤较湿润，生物作用主要为粗腐殖质的积累过程和冻融交替的氧化还原过程。在高山草甸下腐殖质层平均15cm，为棕色的草根层，植物根系密布盘结而具韧性。质地为壤质，中下层变粗。pH值随土层加深而增加，到下部又减少。盐基代换总量较高，为25.27ml/100g。在高山灌丛下，除土层较薄外，有时有岩石裸露，但土壤理化性状与高山草甸近同。
二、灰褐土
灰褐土为温带半湿润气候条件下由森林、灌丛植被发育的一种土壤。在贺兰山中山带的山地云杉林、山地油松林及几种中生灌丛下，形成了山地灰褐土，在海拔1900~3000m间形成垂直带土壤。上界与高山、亚高山草甸土相接，下界为棕钙土。山地灰褐土的形成条件受山地垂直带气候影响，降水量300~450mm，气候湿润，地表通常有5~10cm 枯枝落叶层，在山地云杉林下有明显的苔藓地被物，腐殖质层厚度25~30cm。根据灰褐土的淋溶作用的强弱和游离碳酸钙的有无，宁夏贺兰山山地可分普通灰褐土、泥炭灰褐土及石灰性灰褐土3个亚类。
三、栗钙土
栗钙土是发育在温带半干旱气候干草原植被下，具有栗色腐殖质层、明显钙积层的地带性土壤。宁夏贺兰山自然保护区栗钙土主要分布于海拔1600~1900m（阴坡）和2000m（阳坡）的山麓。其上物种有克氏针茅，甘青针茅等。栗钙土剖面是由栗色腐殖质层、灰白色碳酸钙淀积层和母质层组成。土体厚40~120cm，腐殖质层厚13~30cm，平均为22cm，暗灰棕色（5YR4/4）、灰黄棕色（10YR5/2）或淡棕色（7.5YR5/6），粒状或团块状结构，质地为沙壤土、壤质沙土或沙质黏壤土，稍紧，有大量根系分布，层次过渡明显。钙积层厚30~50cm，平均41cm，暗灰黄色（2.5YR5/2）或灰白色（5YR7/1），质地砂质黏壤土、壤质黏土或黏壤土，紧实，根系很多。根据采集土样的室内分析，栗钙土土壤酸碱度（pH）随土层厚度变化，表层土pH 值7.0~7.5，亚表层到心底土pH值增高到8.0~8.2，有的剖面心土pH值达8.4。土壤有机质及矿物养分含量，土层上下差异明显，据室内分析化验，有机质层的有机质含量3.6%，有的高达9%以上；底土层有机质含量1%左右；底土层中除全钾含量与表土相差无几外。
四、棕钙土
棕钙土是草原向荒漠过渡的一种地带性土壤，在自然地理上包括荒漠草原和草原化荒漠两个植被亚带。保护区受贺兰山山地垂直带的影响，属山地棕钙土性质。由于贺兰山基带为草原化荒漠带，故这里是半地带土壤与地带性土壤的混合。棕钙土的气候属温带大陆性类型，较山地土壤（灰褐土、高寒草甸土）热量高，土壤剖面分化明显，表层含盐分，钙积层明显，厚度20~30cm。棕钙土在保护区主要分布在山前洪积扇地带，在长流水，三关口的山前平原均有分布。棕钙土的植被类型以珍珠、红砂草原化荒漠群落为主，但也有针茅草原化荒漠，因此，具有草原土壤的发生层次。但腐殖质层之上的沙化、砾石化、假结皮及裂缝等地表特征是荒漠化成土烙印。棕钙土的腐殖质层，是生物有机残体进入土壤后经腐殖质化过程形成的发生层，其厚度一般为20~30cm，平均厚度28cm。棕钙土腐殖质层的颜色为褐棕、浅棕色，色调变化与腐殖质层的腐殖质组成、含量、土壤母质及局部地形有关，也受区域盐化、碱化的影响。棕钙土在保护区有2个亚类。即棕钙土和淡棕钙土。
五、灰钙土
灰钙土是荒漠草原植被下的地带性土壤。主要分布在海拔1400~1900m 山地至山麓一带。植被类型为荒漠草原，主要有红砂、斑子麻黄、本氏针茅等旱生植物。植被盖度低。坡度一般在300~400，母质为洪积物。地表剥蚀较严重。灰钙土的pH值为8.1~8.7，质地轻粗，结构性差，养分含量低，尤其缺乏有机质，再加上水分条件不好，气候干旱，容易引起风蚀沙化。
六、新积土
新积土是指新的松散堆积物上成土时间很短、发育微弱的幼年土壤。在保护区这种土壤出现在山地低山丘陵间或山前的干河床上。近代沙、砾石有时杂有石块为其主要物质。土壤剖面分层不明显，有机质含量较低，其上植物甚少。主要分布于山前洪积扇上，地形平坦。母质类型为近现代冲、洪积物，质地很不均匀，含有一定数量的砾石。其上生长贺兰山特有的斑子麻黄群落，另外还有灰榆、甘蒙锦鸡儿、阿拉善鹅观草等群落，植被覆盖度小于30%。新积土由于形成时间较短、又反复冲刷沉积，尚未形成发生层次，只可见到明显的沉积层次。各层次质地也不尽相同，下层有时出现粗砂和砾石。层次之间的颜色也不一样，土色较杂，但以棕黄色为主。整个剖面pH值偏高，各层在7.3~9.0之间，属弱碱性至碱性。土壤养分有机质、全氮、全磷、全钾含量均较低。
七、石质土
石质土是接近地面上的土层小于10cm，基岩裸露面积大于30%。石质土处在山地脊部、陡坡丘陵的阳坡和半阳坡上，植被盖度极低，水土流失严重，并不断遭到外力作用，始终有成土过程，剖面分化极不明显。剖面一般由腐殖质层和基岩层组成。土体内含砾石较多，厚度一般小于20cm，质地为砂质壤土，粒状结构，有石灰反应。石质土生物作用弱，有机质和其他养分含量均很低。土壤剖面由腐殖质层和基质层构成。腐殖质层厚不足20cm，沙壤土并夹有砾石，粒状结构，地表常有裸露的基岩。
八、粗骨土
粗骨土是发育在各类型基岩碎屑物上的幼年土壤。广泛分布于保护区低山丘陵顶部和山坡的中下部较缓地段。在三关口至大水沟的阳坡、半阳坡，以及大水沟以北的低山带，都有粗骨土的广泛分布。粗骨土分布的地形较石质土低而坡缓，有不足20cm 的土层，风蚀、水蚀较严重，生物积累较微弱，土壤剖面发育不完整，质地粗砾，砾石含量高，其下为母岩分化的碎屑物，土壤有强烈的石灰反应。粗骨土上植物生长较稀疏，冲沟两侧植被较好。主要生长稀疏的灰榆、杜松及斑子麻黄、松叶猪毛菜等群落。
九、灰漠土
灰漠土是发育在温带荒漠边缘上的土壤，介于棕钙土和灰棕漠土之间。分布在本区北端石嘴山市落石滩东北，面西。植被为荒漠植被，主要有沙冬青、霸王、四合木、红砂等群落。地表多有覆沙，沙砾质、砾质土壤表层有机质含量较低，无腐殖质层，成土过程中生物作用微弱，由于碳酸钙的不淋溶或弱淋溶，土壤中有时有浅而薄的钙积现象，地表盐化，有盐皮和龟裂现象。从其剖面特征看是接近草原土壤（钙质土）的一种荒漠土壤。因此，灰漠土具一般荒漠土壤特征，但不典型，保护区主要为钙质灰漠土。
第五节植物条件
贺兰山地质历史比较悠久，山地自然条件和植物区系组成复杂多样，形成了山地丰富多样的植被类型。可划分为11个植被型70个群系。主要包括寒温性针叶林、温性针叶林、针阔混交林、落叶阔（小）叶林、疏林、常绿针叶灌丛、落叶阔（小）叶灌丛、旱生灌丛、草原、荒漠、草甸、水生、沼生植被。贺兰山保护区植被具有明显的垂直分异、坡向分异与水平分异。特别是由于贺兰山海拔较高，植被垂直分异明显且带谱复杂。坡向分异表现在山体内部在同一海拔高度范围内，由于坡向不同，使同一垂直带或亚带内的植物群落有很大差别。贺兰山保护区的南、北、中段植被类型也有明显的差别，各自形成一些特殊群落类型。
一、植被垂直分布
贺兰山位于我国温带草原区与荒漠区的分界处，植被类型比较复杂。它有标志山地所在水平地带属性的草原和荒漠，也有山地植被垂直系列中出现的针叶林和疏林草原，还有各种灌丛、草甸和落叶阔叶林。贺兰山山地草原和森林涵养了水源，阳光和水哺育了植被，尤其在贺兰山中段形成了峰峦苍翠、悬崖峭壁、泉水不涸和动物成群的壮观景象。
贺兰山由于海拔较高，相对高差大，主峰已进入高山范围，因此山地植被垂直分异明显，带谱比较复杂。按植被型，可划分成4个植被垂直带：山前荒漠与荒漠草原带-山麓与低山草原、灌丛带-中山针叶林带-高山、亚高山灌丛、草甸带。在各垂直带中，有的还可以再划分出2~3个垂直亚带，如草原带中可以划出山麓荒漠草原亚带和中低山典型草原亚带。在针叶林带中，可以划出中山下部温性针叶林（油松林）亚带和寒温性针叶林（青海云杉林）亚带。进入亚高山范围（2800~3100m）还可以划分出含高寒灌木的亚高山针叶林（青海云杉林）亚带。
二、宁夏贺兰山主要植被
1.寒温性针叶林
本区寒温性针叶林只有青海云杉林一个群系，也是贺兰山主要的森林群系之一。它主要分布在2400~3100m的山地阴坡，年降雨量300~400mm，雨水较充沛，气温温凉。典型群落以青海云杉纯林为主，其下苔藓地被植物丰富；在其分布上限林下常以高山柳、鬼箭锦鸡儿为下木；在其分布下限常与油松组成混交林，气温仍属温凉，但雨量偏少，属半干旱类型。个别地段常与山杨组成小片的混交林。
2.温性针叶林
该植被型主要包括油松和杜松两个群系。油松群系为宁夏贺兰山保护区森林群落的主要群系之一。油松林多数为纯林，群落分布上限常混生少量青海云杉，下限或较干燥的半阴坡常有杜松分布，局部混生少量山杨。土壤为灰褐土，年降雨量为270~350mm。林下只有少量灌木，如子、小叶忍冬、虎榛子、蒙古绣线菊、小叶金露梅等。草本层盖度不大，为5%~10%。
3.针阔混交林
典型的针阔混交林在贺兰山保护区分布面积较小，多呈零星分布。主要包括海拔2350～3100m为青海云杉+山杨混交林和在1900～2350m之间油松+山杨混交林2个群系。主要分布在阴坡，岭高谷深，与云杉和油松纯林相互交错分布。
4.落叶阔（小）叶林
保护区内山地阔叶林多呈团块状或条块状分布，面积很小，其分布的垂直高度在2400~2700m，多生长在半阳坡或半阴坡。所处生境的气温、降雨量与同海拔的山地针叶林相同。主要包括山杨林、白桦林和丁香林3个群系。其中以山杨群系最为普遍，多出现在云杉林外缘较平坦的山坳或山谷，往往形成以山杨为主混生云杉或油松的针阔混交林。丁香林海拔较低，以阴坡、沟谷地为主，多混生其他树种。白桦林分布极少，偶见小片群落。