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在土壤-植物-大气连续体中,土壤和植物蒸腾占有十分重要的地位,尤其是在荒漠化及水土流失较为严重的地区。为了全面了解沙化土壤结构特征与沙地优势灌木种的蒸腾规律及其对环境因子的响应,本试验于鄂尔多斯乌审旗毛乌素沙地展开,以试验区内生长状况良好的沙柳及沙柳灌丛附近的不同深度的土壤为研究对象,将沙柳设置3组,1年生(1a)沙柳直径为4～8mm;2年生(2a)沙柳直径为8-12mm;3-5年生(3-5a)沙柳直径为12mm以上;且设置3个坡位,(平缓滩地(P1)、坡中(P2)和坡顶(P3))和3个时间尺度(月尺度、日尺度和小时尺度)。采用基于热平衡原理的包裹式茎流仪对沙柳茎流进行长期连续性监测,且同步连续观测周围环境因子,包括气象因子(光合有效辐射PAR、空气温度T、空气湿度RH、水气压差VPD、风速Vw等)和土壤因子(土壤温度ST、土壤含水量SW等);采用环刀剖面取土及烘干法测定不同坡位土壤持水量及校准土壤含水量;采用Gemini Ⅶ 2390比表面积分析仪对不同坡位的土壤进行孔隙结构特征分析。通过分析在空间和时间尺度下的沙柳茎流特征及土壤孔隙结构特征,探究干旱半干旱地区的植物蒸腾规律及不同坡位的土壤结构特征,以期为毛乌素沙地沙柳人工林地的经营管理提供基础数据及理论依据。本试验研究结果如下:(1)不同坡位处沙柳的茎流规律大体相同,呈多峰“几”字型曲线,3者均存在蒸腾午休现象,且夜间均存在轻微蒸腾现象;3坡位处沙柳日茎流累积量存在地形差异,总体呈P1>P2>P3的趋势,其中P1与P2、P3差异显著,P2与P3差异不显著。相同坡位处,沙柳茎流呈3-5a>2a>1a的趋势。3个坡位的沙柳茎流均与气象因子呈显著相关,其中与PAR、T、VPD呈显著正相关,与RH呈显著负相关,多元线性逐步回归模型中,不同坡位、不同直径范围内入选的气象因子略有不同,但PAR和T均占主导作用。(2)沙生灌木沙柳的茎流对环境因子的响应存在时间尺度上的显著差异,在月尺度上沙柳茎流主要受土壤因子主导,可利用土壤因子根据回归模型(R2=0.93)对沙柳茎流进行推算;在日和小时尺度上沙柳茎流受较多环境因子影响,气象因子占主导,回归模型R2相对较小,宜采用仪器直接监测;晴天条件下,沙柳枝条茎流速率与各气象因子的相关程度均优于雨天,沙柳枝条茎流速率与气象因子的关系模型中,气象对沙柳枝条茎流速率的影响因子不同。通过尺度扩展,发现沙柳蒸腾远大于降雨量,供需失衡,可定期对沙柳进行平茬,减小蒸腾消耗。(3)3个不同坡位,P1处土壤含水量较高,沙柳长势最好,P2次之,P3处沙柳枯枝率较高,留存率低,但顶端效应显著,P1处更适合沙柳生长;BET等温吸附模型较其他模型更适用于分析沙地土壤,不同坡位处,且深度不同的土壤,其等温吸附曲线略有差异;3坡位处的土壤孔隙中介孔占比最大,宏孔次之,微孔最小。