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水分是干旱和半干旱地区决定荒漠生态系统结构与功能的重要环境因子，研究荒漠植物的水分利用效率和水分利用模式对保持荒漠生态系统的稳定性尤为重要。本文选择干旱区甘肃敦煌荒漠生态系统为研究对象，通过测量代表性荒漠植物骆驼刺(Alhagi sparsifolia)、泡泡刺(Nitraria sphaerocarpa)、苦豆子(Sophoraalopecuroides)、雾滨藜(Bassia dasyphylla)、密花柽柳(Tamarix arceuthoides)、短穗柽柳(Tamarix laxa)、沙枣(Elaeagnus angustifolia)等的δ13C、δD和δ18O值，分析不同生境典型荒漠植物的水分利用效率(Water use efficiency，WUE)和水分来源特征，同时结合土壤含水量等指标，研究荒漠植物水分利用格局，分析植物在极端干旱环境下的适应策略，探讨植物在极端环境下的水分利用和适应机制。主要得到以下结论：
1.敦煌地区典型荒漠植物的水分利用效率
戈壁生境下，密花柽柳、骆驼刺、泡泡刺间的δ13C存在显著的差异，并且密花柽柳的δ13C值较其他两种荒漠植物的大，说明密花柽柳的WUE最高，更能适应戈壁生境；丘间地上，短穗柽柳、骆驼刺、沙枣之间的δ13C差异也显著，其中短穗柽柳的δ13C值最大，表明三种荒漠植物中，短穗柽柳的水分利用效率最高，适应丘间地生境的能力最强；固定沙丘生境下，三种植物雾冰藜、苦豆子、密花柽柳间的δ13C值并不存在显著差异，即他们的WUE差异不显著。表明不同植物自身生理特性的差异在很大程度上影响了植物的水分利用效率。
相同植物物种生长在不同的生境上，其δ13C值存在明显差异，丘间地骆驼刺叶片的δ13C值明显小于戈壁上的骆驼刺：固定沙丘生境下的密花柽柳的叶片δ13C值明显低于戈壁的密花柽柳叶片的δ13C值。说明敦煌地区不同生境下典型荒漠植物的水分利用效率的差异明显。除植物本身的遗传特性外，环境因子(本研究中主要指土壤水分可利用性)对植物WUE的影响较大。
2.敦煌地区典型荒漠植物的水分来源
利用稳定同位素D和18O，研究了敦煌地区三种生境(戈壁、固定沙丘和丘间地)的荒漠植物的水分利用来源，结果表明：戈壁生境下，骆驼刺、泡泡刺与密花柽柳利用土壤水的深度层次由浅到深依次为：泡泡刺、骆驼刺、密花柽柳，其中泡泡刺可能主要利用较浅层土壤水(10-20cm)；固定沙丘生境下雾冰藜利用的水源最浅，主要吸收利用水库水或者60-80cm土层的土壤水，苦豆子和密花柽柳二者主要吸收更深土层(>80cm)的土壤水；丘间地生境的三种植物都主要利用的深层土壤水(>80cm)，其利用水源深度由浅到深依次为：沙枣、骆驼刺、短穗柽柳。表明敦煌地区典型荒漠植物的生长主要依赖更为稳定的深层土壤水(>80cm)。
3.丘间地上，骆驼刺与沙枣吸收利用土壤水源的深度相近，固定沙丘上的苦豆子与密花柽柳有相似的土壤水吸收层位，因此它们对水源的竞争比较大。说明干旱条件下，同一生境不同植物之间存在水分的竞争。