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自上世纪80年代退耕还林以来,柠条（Caragana korshinskii）被引入陇中黄土高原丘陵沟壑区用于植被恢复与建植。然而,由于部分地区柠条灌丛造林密度过高,加剧了土壤水分过度消耗,引起土壤干燥化,同时也使柠条灌丛的生态服务功能减弱。基于此,本文以植被生长与土壤水分利用为核心,以甘肃定西巉口的典型柠条灌丛为研究对象,于2018-2020年开展了柠条灌丛结构优化调整及土壤水分利用定位观测试验。通过网格布点法进行了土壤水分动态监测,明确了不同立地条件下（坡面和坡位等）土壤水分时空分布特征及其影响因素;采用柠条间伐（隔一株伐一株,T1;隔一株伐二株,T2;隔一株平茬一株,T3）和修枝（修剪25%枝条数,P25;修剪50%枝条数,P50;修剪75%枝条数,P75）等结构调整措施,以未经间伐和修枝处理的柠条灌丛作为对照组（CK）,研究其对土壤水分恢复、植被生长及不同尺度柠条蒸腾耗水规律的影响;同时,采用遮雨棚模拟了降雨变化情景:减少30%降雨（P-30%）、正常降雨处理（PCK）和增加30%降雨（P+30%）对柠条灌丛生长和水分利用的影响。取得了以下主要结果:（1）探明了典型阳坡和阴坡立地条件下柠条灌丛0-180 cm土壤水分的时空分布规律不同立地条件下柠条灌丛0-180 cm土壤含水量（SWC）水平变化趋势不同,垂直变化趋势相似,且阳坡平均SWC低于阴坡。阳坡和阴坡土壤的平均干燥化指数分别为54.3%和59.8%,均处于中度干燥化状态,土壤水分已无法长期支撑现有密度条件下(7000-9000株hm-2)柠条灌丛的正常生长。阳坡和阴坡各土层的时间稳定性特征在时间持续性和代表性位置上都有所不同。随着土层深度的增加,土壤水分稳定性指数均值由0-20 cm土层的0.13降低到0-180 cm的0.11。（2）揭示了间伐和修枝对柠条灌丛0-600 cm土壤水分和植被生长的影响柠条间伐有利于0-180 cm土层水分的补给恢复,对于深层（200-600 cm）SWC恢复效果不显著;修枝处理对SWC影响整体不显著。间伐和修枝处理促进了柠条灌丛的复壮更新,有利于柠条枝条长度、基径和生物量的增加,但对林下草本植被多样性指数无显著影响。在阳坡,T3处理下0-180 cm土层SWC显著高于CK处理21.9%-55.0%;2019-2020年,T1和T2处理SWC较CK处理分别增加了4.0%-32.5%和5.6%-26.4%（P＜0.05）。在阴坡,随着间伐强度的增加,SWC逐渐增加,以T1处理下最高,T2和T3处理次之,CK处理最低。（3）阐明了间伐和修枝对柠条灌丛枝条尺度蒸腾耗水规律的影响特征柠条枝条尺度茎干液流（SF）随季节变化均呈先增加后降低的趋势,且间伐和修枝措施提高了SF对气象因子的敏感性。2019年T1和T2处理下SF分别较CK处理显著降低了34.2%和57.9%,2020年较CK处理分别显著降低了26.9%和39.0%（P＜0.05）。空气温度（Ta）、光合有效辐射（PAR）、饱和水汽压差、蒸腾变量（VT）和潜在蒸散量等均显著影响枝条尺度SF。与CK处理相比,间伐和修枝处理下SF与PAR、Ta和VT的滞后时间较短,敏感性更高。（4）确定了间伐和修枝对柠条灌丛个体与群体尺度蒸腾耗水规律的影响柠条个体尺度耗水量（T）随间伐强度的增加而显著降低,而修枝强度对T影响不显著;群体尺度耗水量(Tstand)随间伐和修枝强度的增加而降低。在个体尺度上,2019年T1和T2处理下T较CK处理分别显著降低了38.2%和43.5%,2020年较CK处理分别显著降低了17.9%和37.6%（P＜0.05）。2019年修枝处理水分利用效率（WUE）无显著差异。2020年T2处理下WUE较CK处理显著提高了13.8%,P25、P50和P75处理下WUE较CK处理分别显著降低了53.2%、44.5%%和35.3%（P＜0.05）。2019年T1和T2处理下Tstand较CK处理分别显著降低了69.1%和81.2%,2020年较CK处理分别显著降低了59.0%和79.2%（P＜0.05）。2019年和2020年,P75处理下Tstand最低,较CK处理分别显著降低了59.1%和40.1%（P＜0.05）。（5）模拟预测了不同降雨情景下柠条灌丛耗水特征增加30%降雨有效地增加了土壤水分,提高了柠条冠层蒸腾速率（Tc）和水分利用效率（WUE）。不同降雨情景下0-180 cm土层SWC差异均显著,其中0-80 cm土层SWC变化更为明显。2019-2020年P+30%处理下0-80 cm土层SWC较PCK和P-30%处理分别显著提高了13.6%-57.9%（P＜0.05）。2019年不同降雨情景下柠条Tc和WUE无显著差异,2020年P+30%处理下Tc较PCK和P-30%处理分别显著提高21.1%和187.5%,WUE分别显著提高19.4%和60.9%（P＜0.05）。综上所述,间伐措施有利于促进浅层土壤降水的补给和深层土壤水分的恢复,其中隔一株伐二株处理（T2）效果最佳。本研究将在理论上有助于揭示半干旱区柠条灌丛结构调整后的生态水文过程及影响机制,在实践上对陇中黄土高原半干旱地区柠条灌丛建设与水资源高效利用提供指导意义。