水分是限制黄土高原植被恢复与重建的关键因子,降水变化直接影响着其生态系统的结构和功能。本文以黄土高原水蚀风蚀交错带典型灌木沙柳和柠条为对象,研究了模拟降雨改变(对照:自然降雨;增水:增加降雨50%左右;干旱处理:遮去降雨50%左右)对沙柳和柠条的林地水分平衡、植物生长、叶水分-光合特征、蒸腾耗水特征的影响,研究结果不仅有助于揭示两种灌木适应干旱沙生环境的生理生态机制,而且对于该地区未来生态系统的稳定性评价和植被的合理布局与建造具有十分重要的意义。论文得到如下主要结论:(1)不同处理下两种灌木林地土壤水分消耗量、补给深度和蒸散量明显不同。沙柳对照、增水和干旱处理6~9月土壤水分变化量分别为37.79、47.81和6.17mm,生长季末土壤水分的补充深度分别为2.2m、1.8m和1.8m;柠条对照、增水和干旱处理6~9月土壤水分变化量分别为-39.80、38.66和-60.05mm,生长季末土壤水分的补充深度分别为1m、2.2m和0.5m;沙柳和柠条6~9月蒸散量均表现为增水>对照>干旱处理,干旱处理的蒸散量占水分输入量的比例高,而增水处理相对较低。(2)沙柳和柠条叶水势、光合特征和生长对模拟降雨改变的响应不同。沙柳不同处理叶水势差异不大,而柠条存在显著差异。沙柳的净光合速率、蒸腾速率和水分利用效率对降雨改变有显著的响应,沙柳光合参数的响应时间早,且沙柳净光合速率对增水的响应程度大,而蒸腾速率和水分利用效率对干旱的响应程度大;柠条的净光合速率和蒸腾速率对降雨改变响应明显,净光合速率和蒸腾速率对干旱的响应程度更大。增水显著增加了沙柳灌丛10~25mm和柠条0~10mm径阶分枝的生长,干旱则降低了沙柳5~10mm和柠条<20mm径阶内分枝的生长。(3)模拟降雨改变影响柠条的液流特征。柠条液流速率日变化在7月底大多呈双峰曲线,在10月初呈单峰曲线,影响液流速率的主要气象因素为太阳总辐射和蒸汽压亏缺。所有处理相对液流速率均随太阳辐射增大而增大,且可用S型函数描述。对照和增水处理相对液流速率与蒸汽压亏缺和整合变量之间均呈S型函数关系,干旱处理相对液流速率先随蒸汽压亏缺和整合变量增大而增大,当VPD>2.04 k Pa或VT>60.38 kPa·(w·m-2)0.5时,液流速率出现明显下降,干旱处理达到峰值对应的VPD或VT滞后于增水和对照。测定时段内各处理单枝耗水量表现为:增水﹥对照﹥干旱,但其差异并未达到显著水平。