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黄土高原是我国水土流失最严重和生态环境最脆弱的地区，植被盖度的提高可以有效减小土壤侵蚀，但不同立地条件，植被恢复的适宜盖度不同。黄土高原从东南到西北多年平均降水量由700mm递减至200mm左右，土壤质地渐次变粗，蒸发性增强，植被类型由乔木林、乔灌混交林向灌木林和灌木草原过渡。根据黄土高原降水梯度变化的特点，确定不同土壤-植被-气候区适宜的植被盖度，对该区域退化生态系统植被恢复与重建具有重要指导意义。Biome-BGC模型以气候、土壤和植被类型作为输入变量，模拟生态系统碳、水和营养物质循环，但对水循环过程模拟过于简化。以水量平衡为基础适宜植被盖度是维持黄土高原地区生态系统可持续性的关键。本文以该区三种代表性植物（乔-刺槐；灌-沙棘；草-红豆草）为研究对象，通过收集降水梯度带内三个典型试验点（宁夏固原、甘肃子午岭和陕西长武）三种代表性植物的土壤水分和生物量的动态变化，评价了改进后的Biome-BGC模型在黄土高原的适用性。以收集到的黄土高原降水梯度带内代表性研究点气候、土壤和生理生态数据为参数，驱动改进的Biome-BGC模型，模拟乔、灌木两种植物（刺槐、沙棘）净初级生产力(NPP)、总初级生产力(GPP)、蒸散量(ET)和叶面积指数(LAI)的空间分布特征，确定了两种植物的适宜盖度。为黄土高原地区退化生态系统植被恢复与重建提供理论指导。取得的主要研究结果如下：（1）利用黄土高原实测的土壤资料，对六种常用间接推求土壤饱和导水率的方法进行评价与优化，在拟合较好的Saxton方法基础上提出了计算黄土高原土壤饱和导水率的经验公式，改进的公式较原始Saxton方法和其他5种方法有更高的拟合精度，可用于黄土高原饱和导水率的间接估算。（2）通过比较宁夏固原、甘肃子午岭、陕西长武试验点的实测资料与改进后的模型模拟结果，证明改进后的Biome-BGC模型对黄土高原地区不同降水梯度带内的三种典型植物（乔-刺槐；灌-沙棘；草-红豆草）NPP和ET的动态变化模拟效果较好，可应用于黄土高原降水梯度带内三种植物水、碳转化的模拟。（3）沿降水梯度的三个代表性研究点（洛川、吴旗、海原）刺槐林和沙棘林NPP、GPP、ET和盖度存在明显差异。从洛川、吴旗到海原，年均降水量逐渐递减，两种植物NPP、GPP、ET和盖度也逐渐递减。同一地点，刺槐林NPP、GPP、ET均大于沙棘林，沙棘林的适宜盖度高于刺槐林。三个研究点研究时段内两种植物NPP、ET年际变化均与前一年8月份到当年7月份的降水量显著相关。（4）黄土高原降水梯度带内刺槐林、沙棘林的适宜盖度空间分布有明显的空间变异性和独特的分布格局。从东南向西北逐渐递减，主要呈带状分布。两种植物盖度的主要控制因子为降水。降水量大于550mm的地区，刺槐林适宜盖度可达到70%以上，沙棘林适宜盖度可达到80%以上；降水量大于450mm的地区，刺槐林适宜盖度可达到60%，沙棘林适宜盖度可达到70%；在降水量小于300mm的地区，刺槐林适宜盖度小于40%，沙棘林适宜盖度小于50%。