在中国北方大部分地区，水分始终是影响植物生长和分布的最主要限制性因子之一，植物在其生长期经常遭受水分胁迫。不仅如此，随着大气同温层中臭氧浓度的减少，过量的有害紫外辐射(主要是UV-B，280nm-320nm)将穿透大气层达到地球表面。随着全球变化的加剧，这些地区的植物将不可避免地受UV-B和水分胁迫的共同作用。 本实验是在北京东灵山暖温带森林生态系统中，选择常见灌丛土庄绣线菊(Spiraeapubescens)，建立UV-B控制实验。连续三个生长季每天增补9.4kJ·m-2的辐射剂量，模拟臭氧衰减17％时近地表面UV-B辐射的增强。本实验的目的是观测在野外环境下，长时间人工增强UV-B辐射对土庄绣线菊水分生理、氮素利用以及形态特征的影响。具体对以下指标进行测定：叶片的气孔导度、碳同位素比率(δ13C)、叶含水量、叶面积、水分利用效率(WUE)、叶全氮含量、叶氮素再吸收率。 实验结果表明，增强UV-B辐射显著减少了土庄绣线菊的叶面积(50.1％)，提高了叶片全氮含量(102％)，处理植株的氮素再吸收率比对照植株高出50.9％。同时，UV-B辐射还在一定程度上(尽管统计显示不显著)降低了气孔导度(16.1％)、胞间CO2浓度与大气CO2浓度之比(Ci/Ca)(4.0％)、提高了碳同位素比率(δ13C)(20.5‰)、叶含水量(3.1％)及比叶重(SLW)(5.2％)，从而导致水分利用效率(WUE)的增加(4.1％)，植物的抗旱能力增强。值得注意的是，深层土壤(30-40cm)含水量变化会影响气孔导度、δ13C、WUE对紫外辐射的响应程度：在土壤干旱的季节(6月和9月)，气孔导度、δ13C、WUE这些指标处理和对照的差异很小，但是当土壤水分充足时(7月和8月)，处理和对照的差异就较为显著。另外，随着实验处理时间的延长UV-B的效应变得不显著。相关分析表明，UV-B辐射降低了土壤含水量(30-40cm)与土庄绣线菊叶含水量、δ13C、Ci/Ca、气孔导度的相关系数，增强了WUE与土壤含水量的相关性，这也许是由于UV-B辐射增强了WUE对土壤水分变化的敏感性。本研究的结果表明UV-B辐射对土庄绣线菊的形态和生长有显著的影响，但对主要水分生理指标影响不显著。