风沙危害是西北干旱与半干旱地区人民生产、生活面临的主要危害之一。防护林在抵御风沙、防止风沙侵袭和沙漠化防治方面扮演着十分关键的作用。西北干旱与半干旱地区，降水稀少且分布极不均匀，蒸发强烈，水资源极其匮乏，严重制约着防护林带的分布、演化和发展。自20世纪50年代以来，随着石羊河流域中上游地区人口的不断增长和耕地扩张，下游地区地表水量急速减少，地下水位下降。防护林退化已成为影响区域生态稳定的突出问题，严重阻碍了区域经济协调发展和乡村振兴等国家级战略的实施。绿洲防护林带的健康和发展，在保障民勤绿洲稳定和干旱区生态安全方面起着极为关键作用。对绿洲防护林典型物种的水分利用方式及蒸腾耗水特征的深入研究，对揭示旱区植物对干旱逆境的主动适应机制、合理的水资源管理和开展防护林带建设具有非常重要的意义。然而，目前关于绿洲防护林带主要物种的水分利用策略及其对干旱逆境的适应机制等科学问题尚不完全明确。本文以民勤绿洲防护林带主要的物种-多枝柽柳为研究对象，通过野外实地观测，利用包裹式茎流计、同位素方法以及降水控制实验等方法，对多枝柽柳的降水再分配过程、树干液流特征、根系分布特征和水分来源、蒸散耗水特征及其对降水变化的响应进行了系统的研究，探讨了多枝柽柳的水分利用策略以及对降水变化的适应机制。主要结论如下: (1)多枝柽柳的穿透雨量占同期降水量的比例最高。2020年5-9月份，多枝柽柳累计产生的穿透雨量、冠层截留量和树干茎流量分别为:39.2 mm、5.4 mm和1.6mm;穿透雨量、冠层截留量和树干茎流量占降水量的比例分别为:81.2％、16.3％和2.0％，穿透雨占降水量的比例＞冠层截留占降水量的比例＞树干茎流占降水量的比例。 (2)对多枝柽柳降水再分配各组分与降水特征、多枝柽柳灌丛形态特征进行分析发现，降水量是影响多枝柽柳降水再分配模式最重要的因子。穿透雨及穿透雨占同期降水量的比例、树干茎流及树干茎流所占同期降水量的比例和树干茎流汇集率均随着降水量的增加而增加(P＜0.01);而冠层截留及其所占同期降水量的比例均随降水量的增加而降低(P＜0.05)。虽然多枝柽柳灌丛形态特征对降水再分配模式也有一定程度的影响，但其在不同降水特征下存在差异。 (3)光合有效辐射、气温及饱和水汽压差是多枝柽柳树干液流的主要影响因子，而浅层(0-40 cm)和中层土壤(40-160 cm)含水量与多枝柽柳树干液流无显著性关系。线性回归拟合方程显示，光合有效辐射、气温及饱和水汽压差分别与多枝柽柳树干液流呈显著的正线性相关(P＜0.01)，其分别可解释多枝柽柳树干液流变化的42％、56.8％和51.5％;而多枝柽柳树干液流与浅层土壤水分含量和中层土壤水分含量变化并无显著相关(P＞0.05)。这表明在2020年5-10月份，多枝柽柳树干液流主要受到光合有效辐射、气温及饱和水汽压差的控制，浅层和中层土壤水分并不是多枝柽柳树干液流的主要控制因子。 (4)多枝柽柳通过对气象因子变化的“迟滞效应”来缓解水分胁迫作用。光合有效辐射、气温与饱和水汽压差及多枝柽柳树干液流24 h小时变化特征结果表明，光合有效辐射峰值、气温峰值和饱和水汽压差峰值出现的时间分别滞后于树干液流峰值1.5h、4.5 h和4.5h。当环境因子达到峰值时，多枝柽柳通过关闭部分气孔，降低蒸腾速率，缓解水分胁迫作用，以防止多枝柽柳木质部导管栓化和水分传导系统的损坏。 (5)对15年林龄多枝柽柳0-350 cm深度根系进行野外调查结果显示:多枝柽柳根系(直径＜2mm)在0-350 cm深度均有分布，浅层(0-40 cm)、中层(40-160cm)和深层土壤中(160-350 cm)的根系分别占总根系量的43％、33％和22％。同时，氧同位素结果显示，浅层和中层土壤水分对多枝柽柳的水分贡献率平均值分别为1.3％和4％;而深层土壤水分(160-400 cm)和地下水(910cm)对多枝柽柳的贡献率平均值分别为57.3％和37.3％，累计贡献率可达94.6％。因此，深层土壤水和地下水是多枝柽柳的主要水分来源。 (6)降水控制实验表明，短期内降水量的改变对多枝柽柳的蒸腾作用不会产生显著的影响。干旱区降水稀少，且多以小降水事件为主，降水变化仅能影响0-40 cm深度的土壤水分，对中层及深层土壤水分几乎无影响。同时，干旱区具有较高的气温，大气蒸发需求强烈，导致受到大气降水补给的浅层土壤水分迅速以蒸发的形式返回至大气层中，且降水变化并不会改变浅层土壤水分有效性。多枝柽柳的水分利用策略是长期对环境适应并进行自我调整的结果，短期内的降水变化并不会对多枝柽柳的蒸腾产生影响。 综上所述，虽然多枝柽柳可通过其冠层对大气降水进行再分配作用，但是由于该地区降水量稀少，且多枝柽柳冠层郁闭度低，大气降水主要以穿透雨的形式到达地面，多枝柽柳树干茎流对土壤水分的补给作用相对较弱。经过长期对干旱环境的适应和自我调整，多枝柽柳形成了以深层土壤水和地下水为主要水分来源的水分利用策略，短期内降水变化并不会对多枝柽柳的水分利用策略产生影响。同时，在未来的防护林建设过程中，一方面要合理配置水资源，保护地下水，防止当地居民对地下水的过度开采而引起的地下水位下降;另一方面也要优化植被恢复体系，适度增加对大气降水利率较高和耐旱物种的种植比例。
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