植被——大气界面是森林生态系统与环境进行CO2和水汽交换的主要场所,这一界面交换的水、碳通量是维持森林生态系统持续稳定发展的前提,冠层水碳通量的研究能够为森林经营提供理论指导和科学依据。水汽和CO2都是通过气孔与外界进行交换,同受冠层气孔导度的制约,因此水碳耦合可以以冠层气孔导度作为主要节点。本文以北京山区典型林分为研究对象,于2011年-2012年,对林分的环境因子、树干液流、侧柏叶片碳同化速率以及冠层不同高度叶片稳定碳同位素和水分利用效率进行了连续监测和研究,从树干液流与冠层叶片稳定碳同位素耦合的角度出发,深入研究探讨了侧柏林分冠层尺度水碳耦合的机制。主要研究结果如下：(1)侧柏、油松、刺槐和栓皮栎的树干液流速率均呈典型的单峰变化趋势,太阳辐射的相关性都最高,太阳辐射、大气温度和VDP与树干液流速率为正相关,而相对湿度与树干液流速率为负相关。根据尺度扩展获得各典型林分总蒸腾量分别为：侧柏428.71mm、油松329.30mm、栓皮栎311.82mm、刺槐263.05mm。(2)北京山区四种典型树种水分利用效率水分利用效率变化幅度在3.432～4.653mmolCO2·mol-1H2O之间,其中油松水分利用效率最低,栓皮栎水分利用效率最高。阳生叶的稳定碳同位素组成和水分利用效率均大于阴生叶；稳定碳同位素组成和水分利用效率均随冠层高度的增高有上升的趋势。侧柏不同冠层高度叶片的瞬时水分利用效率变化特征与长期水分利用效率特征相似。(3)侧柏叶片的碳同化日变化规律基本呈现单峰型,阳生叶的碳同化速率略高于遮阴叶,上层叶片的碳同化速率高于下层叶片。气孔导度随着冠层高度的上升而增加,叶片胞间CO2浓度随冠层高度的上升而下降,同一冠层阳生叶的气孔导度大于阴生叶,阳生叶的胞间CO2浓度小于阴生叶。通过相关性分析得到碳同化速率随气孔导度、胞间CO2浓度、光合有效辐射、VDP、温度和空气湿度都呈显著相关,δ13C值和水分利用效率与碳同化速率和气孔导度呈正相关,而与胞间CO2浓度呈负相关关系。(4)建立了侧柏林分植被——大气界面水碳通量耦合模型,该模型的模拟结果较好。侧柏、油松、刺槐和栓皮栎四个树种的冠层蒸腾和冠层气孔导度与太阳辐射和VDP两个环境因子都达到了0.01水平上的显著相关。侧柏林分冠层平均碳同化速率在1.168～16.797μmol·m-2·s-1之间,呈单峰型变化趋势。碳同化速率与光合有效辐射、水汽压亏缺和气温均呈多项式相关,相关性显著。冠层平均碳同化速率随光合有效辐射的增强而增大,但当光合有效辐射持续增强至500μmol·m-2·s-1左右时,碳同化速率不再增大。当VDP<1.2时,侧柏冠层平均碳同化速率随VDP的增大而增大,当VDP>1.2时,碳同化速率随着VDP的增大反而减小。