在气候变暖、人口增加和淡水资源短缺的背景下，位于黑河下游极端干旱区的荒漠河岸胡杨林对于保障绿洲经济建设、维护绿洲生态安全起着极其重要的作用。与周围广袤的荒漠相比，荒漠河岸胡杨林的面积虽然不大，但是相对丰富的生物多样性、相对高的生产力和相对活跃的动态变化使其在整个流域的水碳循环过程中占据重要的位置。荒漠河岸胡杨林对气候变化和人类活动的响应十分敏感。目前，对荒漠河岸胡杨林水碳关系的研究多集中于小尺度（叶片或植株）的研究，而通过直接、连续和长期的观测数据所进行的生态系统尺度的水碳关系研究很少。涡度相关技术的应用和发展，使得从生态系统尺度对下垫面与大气之间的物质和能量交换进行长期、直接、连续地观测成为可能。深入探讨荒漠河岸胡杨林的水碳耦合特征及其对环境因子和人类活动的响应，不仅有助于完善河岸地区森林生态系统水碳耦合过程的相关理论体系，还能为额济纳绿洲的生态恢复与管理提供科学依据。本研究利用涡度相关技术对胡杨林下垫面与大气间的能量、水汽和CO2通量进行了为期四年的观测，其中2013-2016年5月至10月的通量数据被用于该研究。在收集荒漠河岸胡杨林生态系统的涡度通量数据、土壤数据、地下水位数据、植被数据和气象数据的基础上，结合历史研究资料和文献数据，以涡度相关技术为主要研究方法，评估了荒漠河岸胡杨林生态系统的能量闭合程度和能量分配特征，系统地分析了它的水、碳交换特征及其对环境因子的响应，重点研究了该生态系统的水碳耦合过程和机理，最后计算了生长季额济纳绿洲胡杨林总的固碳量和耗水量。主要结论如下:　　(1)生长季荒漠河岸胡杨林生态系统的能量消耗以潜热通量为主，潜热通量占净辐射的72％。胡杨林生态系统蒸散量的季节变化趋势和年际差异主要受植物物候阶段、生长状况和生态系统水分状况的影响。在生长季的前期和后期，蒸散量年际差异主要受地下水埋深的影响。　　(2)荒漠河岸胡杨林是极端干旱区一个重要的碳汇，生长季总的净生态系统生产力为264g C m-2，总初级生产力和生态系统呼吸分别为676g C m-2和412gC m-2。胡杨林生态系统的碳通量特征不受降水量的影响，与气温、辐射、水汽压亏缺密切相关。在相似的生理生态条件下，胡杨林净生态系统生产力的年际差异主要受气温和地下水埋深的影响。　　(3)生长季荒漠河岸胡杨林生态系统的总初级生产力为676g C m-2，总蒸散量为864mm，水分利用效率为0.79g C kg-1H2O。总初级生产力和蒸散量对气象因子的响应过程基本一致，二者均随着温度、辐射和水汽压亏缺(＜3.8kpa)的增加而增加。在生长季的不同阶段，总初级生产力和蒸散发对叶面积指数的响应过程不同:胡杨生长早期和晚期，总初级生产力和蒸散发与叶面积指数之间呈线性正相关关系，只是蒸散发与叶面积指数的相关关系较弱;胡杨生长旺季，总初级生产力和蒸散发与叶面积指数之间的关系不明显。水碳通量对气象因子和生物因子响应的相对一致性，使得水分利用效率与辐射、温度、水汽压亏缺和叶面积指数之间均没有明显的关系。只是受灌水的影响，9月胡杨林生态系统的水分利用效率随着叶面积指数的下降而下降，随温度的增加而下降。而且灌水的时间会在日尺度上影响水分利用效率的变化过程。　　(4)生长季额济纳绿洲胡杨林总的净生产力为7.42×104t C，蒸散量为2.74×108m3，蒸腾量为0.97×108m3，地表蒸发量为1.77×108m3。对黑河下游地区胡杨的生长而言，适度的灌水是有益的，而大量的灌溉不仅不利于植物的生长还会增大无效的地表蒸发，导致水资源浪费。为避免水资源的浪费和土壤盐渍化程度的加剧，本研究认为胡杨生长的最适宜地下水埋深应为3.0-6.0m。