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北京山区不仅是北京市区的重要生态屏障,同时也是整个华北平原生态屏障。该地区处于暖温带亚湿润区,降水有限,且年内分布不均,因而极易干旱且处于严重缺水的状态。为揭示该地区森林植被在有限的水资源及旱季、雨季交替的情况下是如何正常生长发育成为不同的森林生态系统,需要对森林植被利用水分的方式、来源及水分利用效率进行研究,最终得出森林植被的水分利用机制。本研究加深了对植物适应季节性干旱机制的探索,并且对山区植被恢复和重建工作有重要意义。本研究选取侧柏(Platycladus orientalis)、刺槐(Robinia pseudoacacia)、油松(Pinus tabulaeformis)和栓皮栎(Quercus variabilis)四种北京山区森林生态系统典型树种为研究对象,探讨在不同季节、降雨前后水分利用来源及水分利用效率,得出水分利用机制的结论。通过采集典型树种木质部水分及不同深度土壤水分,利用氢氧稳定同位素技术,经比较得到植物主要水分利用来源；进一步通过Isosource方法得到各水源对植物的贡献率；通过采集典型树种叶片,利用碳稳定同位素技术,以碳稳定同位素值指示植物水分利用效率,分析其在不同季节水分利用效率差异；最终从水分利用来源与水分利用效率两个方面得出植物水分利用机制的季节性差异结论。主要研究结果如下：(1)在降水少的旱季,植物主要水分来源是中层及深层土壤水。在旱季前期,侧柏、刺槐、油松主要的水分利用来源是20-40cm,栓皮栎的水分利用来源是40-60cm；在旱季后期,经历长时期的干旱胁迫,侧柏和油松倾向于从更深的土壤中获得水分,水分利用来源深度是40-80cm和40-60cm；剌槐和油松的水分利用来源维持在20-40cm。 (2)在降雨更为丰富的雨季,植物的主要水分利用来源是浅层土壤水。在雨季前期,除油松利用较深层土壤水外,其它三个典型树种利用浅层土壤水：侧柏的水分利用来源是0-10cm,刺槐的的水分利用来源是0-20cm,栓皮栎的水分利用来源是0-10cm和20-40cm。在雨季后期,植物的主要水分利用来源是浅层土壤水,侧柏和刺槐的水分利用来源是0-20cm,油松利用表层和中层土壤水,栓皮栎的水分利用来源是0-40cm。(3)植物响应降雨的水分利用机制是：植物在降雨后初期主要利用表层土壤水,随着时间的持续水分利用来源倾向于恢复到与降雨前相同的层次。(4)通过碳稳定同位素的方法测定植物水分利用效率,发现四个对种中,油松的水分利用效率最低,栓皮栎水分利用效率最高。总体来看,与2013-2014年相比,2014-2015年的水分利用效率更低,这是由于2014-2015年度更高的降雨量的影响。(5)对同一年度旱季和雨季的植物叶片813C值研究发现,旱季植物具有更高的813C值,表明在干旱胁迫的环境下,典型树种提高水分利用效率以适应干旱环境。