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本文以黄土高原为例，以该区域主要造林树种油松、刺槐和经济林树种苹果等为主要研究对象，围绕该地区的生态建设需水问题，讨论了生态需水定额的定义、分类、定量计算方法，并筛选了适合的数学模型，在此理论基础上研究归纳了适合该区域的抗旱造林技术体系，力图为该区域生态建设提供理论依据和技术方案。明确生态建设需水定额是指生态环境需水量，采用中国工程院《中国可持续发展水资源战略研究报告集》中所确定的定义，即使生态环境不再恶化并逐渐改善，所需消耗的水资源总量。
计算出主要造林树种的需水定额。根据多年来对该区域的大量观测资料，运用水量平衡原理，把大气降水、土壤供水和植物耗水有机相结合在一起，采用定位试验、人工模拟试验与典型调查相结合的手段，对林木耗水、不同年龄阶段林木对水分的敏感性和需水定额进行定量研究，计算确定了油松、刺槐等主要造林树种的需水定额，估算出上述主要造林树种不同龄级的年耗水量，其中刺槐5个龄级的年耗水量，2年生刺槐年耗水量为390.65mm、3年生398.85mm、5年生411.4mm、7年生529.7mm、13年生633.95mm；油松3个龄级段的年耗水量，17-19年生为653.5mm、19-20年生658.7mm、25-28年生655.6mm；苹果2个龄级的年耗水量，4年生为319.9mm、8年生为526.35mm，同时确定出各龄级树种的月需水量和耗水量的年内变化趋势，为黄土高原抗旱造林提供参考依据。
研究归纳了抗旱节水造林技术。在计算需水定额的基础上，研究选取了6种造林密度条件下刺槐林地的水分利用效率、降水生产效率、蒸散水分生产效率和蒸腾水分生产效率，结果为随着刺槐造林密度的降低，其4种效率均得以提高；根据径流试验场径流观测结果，对4种处理面(有机硅、拍光、地衣和草坡)，应用多变量双重筛选回归分析，建立了4个产流模型，并研究不同处理面对林木生长的影响，结果显示，拍光面和地衣面促进林木生长的效果远大于普通面，地衣面促进林木生长的作用大于拍光面的作用。依据上述结论，提出了黄土高原主要造林树种的水分营养面积和合理造林密度，研究归纳了抗旱节水造林系列技术措施，为黄土高原地区生态建设提供了基础理论依据和具体抗旱节水造林方案。