为了解我国西北干旱半干旱地区植被生态用水与水资源的相互关系,我们在宁夏六盘山北侧固原地区,选择了沙棘(Hippophae,rharnnoides)、柠条(CaraganaKorshinskii)和华北落叶松(Larix principi-rupprechti)三种当地主要的水土保持或水源涵养林树种为研究对象,在2003-2004年生长季内采用先进的液流测定技术,测定了这三种植物的液流特征,并根据液流估算了单木和群落的蒸腾耗水量。结合土壤水分、林分结构特征以及微气象因子的观测,分析了单木和群落水平蒸腾耗水的变化规律以及不同植被对水分的利用特征。主要结果如下: 1.沙棘 2004年6-9月,在宁夏固原六盘山水源涵养林区叠叠沟小流域内,选择12年生天然沙棘群落林样地,采用热平衡原理的包裹式茎流计测定了沙棘植株液流通量(单株单位时间液流量,g·h~-1)的时空变化规律,并由此计算了基于叶面积的蒸腾速率(下称蒸腾速率),估算了沙棘群落的蒸腾耗水量。结果表明,液流通量和蒸腾速率的日变化曲线在晴天表现出明显的“单峰”型,在夜间仍有液流运动,沙棘液流速率在夜间约为白天的17.78%,夜间液流量占总全天总液流量的12.87-13.84%。 沙棘液流通量的变化主要受局地微气候因子的驱动和影响,其中太阳总辐射是主要影响因子,其次是空气饱和差(VPD)、气温和相对湿度。蒸腾速率与环境因子的相关性大小依次为:VPD>太阳总辐射>相对湿度>气温>风速>地温。 从6到9月份,沙棘蒸腾速率呈明显的降低趋势,蒸腾速率与沙棘叶面积的增加呈明显的负相关(P<0.0001),发现蒸腾速率的变化存在着气孔调节补偿作用,这种补偿作用在叶面积指数(LAI)高的群落表现会更明显。沙棘群落的蒸腾耗水量随群落叶面积指数的增加而增大,当5-10月分蒸腾耗水量超过年降水量的82%以上(一般在8-9龄)时,沙棘群落的生长开始受到水分不足的限制,种群内部的调节作用增强,进入波动起伏阶段,沙棘群落的蒸腾量也随之变化。 2.柠条 采用包裹式茎流测定系统,2003年7月在宁夏固原上黄水土保持试验区对1986年栽植的人工柠条群落液流蒸腾和环境因子进行了昼夜连续观测,建立了柠条蒸腾的回归模型,并分析比较了柠条林地的耗水动态。结果表明:昼间枝条液流通量与枝条的粗细呈正相关,枝条间的液流通量差异在昼间大,夜间小;在晴天观测到较粗枝条的蒸腾耗水率日变化曲线出现午间降低现象,午间降低时间在12:10至13:20之间。 柠条在夜间存在液流上升和微弱蒸腾作用,枝条平均夜间蒸腾耗水量占全天蒸腾耗水量的5.84%。柠条蒸腾耗水率与太阳辐射、气温、空气饱和差和空气相对湿度具有显著的相关性,得到了蒸腾耗水率与环境因子的的回归方程。 通过建立蒸腾速率回归模型和对气象因子、土壤水分含量等的估算,比较两个