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生态系统水分利用效率(Ecosystem water-use efficiency,WUE)是陆地生态系统碳水耦合的关键指标,表征了植被抗旱能力及生态系统生产力水平,对研究植被适应性、生产力水平意义重大。杨树在我国栽植面积最大,被广泛用于“三北”地区用材林、防护林体系建设和平原绿化,其干物质积累迅速但蒸腾较强,而“三北”地区生态脆弱,故杨树林常有不同程度的生态干旱并诱发各类病虫害。因此,有必要深入研究杨树人工林WUE以明确其影响规律,指导当地水分调配以缓解生态干旱并实现可持续经营。本文采用通量观测技术与微气象观测法,对顺义杨树人工林生态系统2014至2017年碳水通量和小气候开展持续观测,并通过总生态系统生产力GEP与蒸发散ET的比值计算WUE。本文采用皮尔逊相关、偏相关分析及回归分析探究不同时间尺度叶面积指数(LAI)、降水(P)、光合有效辐射(PAR)、饱和水气压差(VPD)、土壤体积含水量(VWC5)、气温(Ta)、冠层导度(Gc)等环境及生物因子对WUE(GPP、ET)的影响程度和影响规律。结果表明:(1)北京顺义共青林场杨树人工林生态系统2014-2017年生长季WUE均值约为2.83±0.56 g C·kg-1H2O,明显低于部分加拿大杨树林及某些温带森林,林场可通过引入适宜优良树种以提升WUE。(2)不同时间尺度杨树人工林生态系统WUE、碳水通量以及环境生物因子动态变化存在一定规律,生长季中期6-9月杨树林光照、气温、水分等环境条件总体较好,同期生产力与蒸发散较高而WUE较低,其均值分别约为10.43±2.96 g C·m-2d-1、4.58±1.38 mm·d-1、2.43±0.72 g C·kg-1H2O,期间LAI较大均值约为2.68±0.41。(3)皮尔逊相关分析法得杨树人工林生长季WUE月值动态变化主要受生物因子LAI影响且呈显著负相关,皮尔逊相关系数为-0.384,其受环境因子影响不显著。(4)偏相关分析法得杨树人工林生长季中期日尺度WUE首要影响因子是环境因子PAR且为极显著负相关,其偏相关系数为-0.337。(5)回归分析得杨树人工林生长季中期日尺度WUE首要影响因子为环境因子PAR且呈极显著负相关,其决定系数R2为0.1783,生物因子Gc对WUE也存在明显影响且呈极显著负相关。杨树林PAR、VPD、Ta、Gc等环境生物因子对GEP和ET的影响规律存在一定差异,进而导致WUE动态变化较为复杂,其中PAR、Gc增大后主要通过增大ET以降低WUE,而VWC5对WUE影响不显著。(6)VPD≤1.5 k Pa时WUE均值2.43±0.75 g C·kg-1H2O极显著大于VPD>1.5 k Pa的WUE均值2.02±0.49 g C·kg-1H2O。综上,顺义杨树人工林生态系统WUE仍有待提高,其较长时间尺度WUE主要由自身生物因子LAI决定,而较短时间尺度WUE主要受环境因子PAR决定并同时受到生物因子Gc的一定影响,深入探究环境及生物因子对杨树人工林WUE及GEP、ET的作用规律将有助于提高“三北”地区杨树人工林的用水效率。