水分作为我国北方旱区影响植物生存的最重要因子,在“土壤-植物-大气连续体系统中,大气降雨分别被树木林冠层、枯落物层和土壤层截持、分配,完成大气至土壤的输送过程;并通过植物体的蒸腾作用,完成土壤至大气的回流过程,形成完整的森林水文循环;了解森林水文循环过程和林地水文效应,就是理解并认识植物的水分利用策略、调节对策、林地水分分配、水量平衡,为探索沙区建植的合理性、林分结构调整及植被阻控土壤侵蚀作用提供切实的科学依据。本研究地处科尔沁沙地南缘,该地域植被类型属于草原过渡至荒漠地带,是典型的北方生态脆弱区,针对现有的防护林体系建设和自然生长条件下的新疆杨（Populus alba）、樟子松（Pinus sylvestris var.mongolica）、沙柳（Salix cheilophila）和沙木蓼（Atraphaxis bracteata）林木蒸腾耗水、林冠降雨截留、林地枯落物和土壤性质及其水文效应进行研究,综合分析土壤水分植被承载力并指导其阻控土壤侵蚀效应,以期为该区域的植被恢复和防护林构建与维持提供理论依据。（1）研究区具有典型的半干旱区环境因子变化特点,利用降雨频率年分析法分析,2019年为湿润年,2020年为干旱年。植物蒸腾耗水研究表明,各树种呈现出相同的液流季节性变化趋势特征;总体上,相较于干旱年,湿润年降雨量充足,土壤含水率较高,植物蒸腾耗水作用更加强烈;各树种日液流量变化为倒U型曲线,中午时植物产生短暂的“午休”现象;各树种夜间液流量仍有发生,旱区乔灌木树种夜间补水作用较为强烈;液流量变化趋势与环境波动效应同步,通过对月、日和小时尺度上液流量与环境因子的分析,得到水汽压亏缺和太阳总辐射为主要的环境驱动因子。（2）各树种液流存在微弱的时滞性效应;利用彭曼公式计算各树种气孔导度,气孔导度季节性变化规律不明显且维持在一定水平;无量纲脱耦联系数受空气动力学导度的负反馈影响,且干、湿年差别不明显,总体数值偏小,证明植物液流发生过程更多受水汽压亏缺主导,气孔导度对蒸腾具有较强的控制力。综合考虑水汽压亏缺和太阳总辐射对蒸腾作用的影响,建立各树种气孔导度的Jarivs-类模型,得到湿润年模型模拟效果好于干旱年,且乔木新疆杨和灌木沙木蓼的模拟效果较好。（3）利用gs=a-b VPD-1/2公式,计算并分析b(mmol.m-2.s-1.k Pa-1)代表气孔导度对水汽压亏缺的敏感性,得到乔灌木水分调节对策,体现出旱区植被的耐旱性特点,且相较于湿润年,干旱年各树种气孔导度应对环境变化响应更为敏感。（4）林地水文效应研究表明:降雨条件下,各树种穿透雨量占比最高,林冠截留量其次,树干径流量最小;乔木穿透雨量受雨量级、胸径、枝下高影响因素最大,灌木树干径流受雨量级、直径、郁闭度影响因素最大,建立起的非线性的二次响应曲面精拟合效果较好;修正Gash模型在樟子松林降水截留的模拟运用中表现出很好的拟合效果。（5）综合林地水量输入和输出数据,计算得出各树种最小水分营养面积和水分环境容量,表明干旱年林木水分生态位较湿润年被显著压缩;同时,结合植被结构和生态水文功能各项指标进行因子分析,得到树高、最小水分营养面积、穿透雨率、枯落物半分解层累积量、毛管持水量、自然含水量和分形维数为防治土壤风蚀程度因子变量,冠幅、林冠截留率、枯落物未分解层最大持水量、土壤最大持水量和林地水分环境容量为防治土壤水蚀程度因子变量。（6）野外风蚀测定得到沙木蓼、沙柳、新疆杨和樟子松的林内（外）防风效应为4H（0.5H）、2H（1H）、0.5H（4H）和1H（2H）;在林外有效防风距离后,灌木林的输沙量大于乔木林;同时,收集的细沙占比例较高,不同粒度构成风蚀物与输沙量也存在紧密关系,本研究依据上述研究结论和数据,应用累积曲线模型方法（Summation-Curve Method,SCM）对单一和不同配置的乔灌木树种长期防风治沙效应进行模拟分析,表明:灌木林林内阻沙效应明显,而乔木林林外阻沙效应显著,不同树种配置下,灌木搭配乔木树种,在林带背风面,有效防护范围仍受局限,而乔木搭配灌木树种可在迎风面有效阻止风蚀作用;风水复合侵蚀研究,从外营力作用看,单一水力侵蚀可能会削弱风力侵蚀作用,但是考虑到输沙量在林带背风面和侵蚀沟堆积的位置以及发生过程,并结合SCM模型的长期复合侵蚀模拟分析,复合侵蚀具有潜在危害。（7）综上,对于沙地生态环境治理,乔木林如新疆杨和樟子松仍然是防护林建设的核心,具有良好的林地水文效应和有效的防止风水侵蚀作用;但不容忽视的是其生长季内蒸腾耗水量较高、林冠截留量较大,在干旱年份期最小水分营养面积和水分环境容量均受到极大限制;因此,适时地在乔木林分内,改造林分结构、降低密度,并引入灌木树种,如沙柳和沙木蓼,可减小林内环境胁迫,如高温和水汽压亏缺,提高植物气孔导度敏感性,减小蒸腾作用,有效解决土壤水分植被承载力不足等问题;需要注意的是,防护林营建还应考虑外营力方向,位置以及复合侵蚀长期作用,并结合以上研究,最大限度地发挥林木的生态防护功能。