退耕还林工程的实施有效减缓区域水土流失,增大区域植被覆盖度,有效促进地区生态建设,但还林工程主要以深根系、高耗水、抗旱植被为主,深根系植被的源源不断输入大量耗取土壤有效水分,区域有限的降雨难以满足植被的蒸散需求,植被吸水引发的深层土壤干燥化现象愈演愈烈。因此,为进一步明确退耕还林(深根系)树种的耗水特征,理解深根系植物对土壤水分的响应关系,本研究以经济林分-苹果树作为深根植被的典型代表,基于果树液流、叶片气孔行为特征、土壤水分变化、土壤水同位素等数据来探明深层土壤干燥化对深根系统耗水的潜在危害。于2017年6月至2018年10月在典型黄土区(长武塬区高龄苹果地)进行野外实验。采用人工钻取孔洞进行深层(4-8 m)土壤水分的恢复,并设置两个处理:浅层、深层均恢复与仅有浅层土壤水分恢复。主要得到以下结论:1、揭示了高龄果园点尺度上土壤水分的空间变异特征及深层土壤干层的水分来源。高龄果园果树根系均匀的分布模式与相对均一的土壤质地使得土壤水分沿深度变化程度较小,其主要变化集中在浅层(0-4 m),受季节性降水与地表气象条件影响程度较大;深层(4-8m)土壤水分基本均一,干燥化程度基本一致,土壤干燥化指数稳定在40%-50%之间,均达到果树可利用水的下限。浅层土壤水分存在季节性降水的有效补给,土壤水同位素季节性变化波动较大;深层土壤水同位素沿整个剖面深度分布均一,变异性较小;深层土壤水同位素在点尺度上受到了浅层的土壤蒸发;土壤剖面具有清晰的单峰氚剖面分布,且峰值深度正好处于土壤干层区,干层土壤水的主要来源是50多年前的降水。2、揭示了果树对深层土壤水的响应与深层土壤干燥化对果树耗水的影响。黄土塬区高龄果园深层根系对深层土壤水分恢复存在一个明显的再响应过程,深层干燥土壤水分恢复后,果树利用深层的根系吸收了深层的土壤水,从而降低了对浅层土壤水的完全利用;深层土壤干燥促进了果树对浅层土壤水的吸收,增强了果树对季节性降水的依赖。深层土壤干燥减弱了果树的蒸腾速率(Sap flow density),削弱了果树的耗水能力,深层土壤水分恢复有利于降低深层干燥土壤对果树深层根系的水分胁迫程度,提高果树的蒸腾能力。3、明确了深层土壤干化对果树生理特征的影响。高龄果园果树叶片气孔阻力季节性特征明显,且对降水的敏感程度较高,深层土壤水分恢复显著降低了果树叶片的气孔阻力,且深层水分较为充足时,有利于缓解果树的季节性干旱,削弱果树叶片气孔阻力的季节性变化;同时,相对于成熟叶片,新生叶片具有相对较低的气孔阻力,但同时仍受成熟叶片的水分胁迫调节与控制。深层土壤干燥增加了果树对浅层水分的利用效率,其叶片碳同位素整体偏富集。4、基于水同位素对比分析了深、浅层土壤对果树吸水的贡献比例。黄土高原高龄果园果树耗水存在对降水的季节性依赖,且浅层土壤水是高龄果树整个生长过程中的主要水分来源。