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白刺（Nitraria L.）作为固沙能力最强的沙生植物之一，广泛分布在我国荒漠绿洲过渡带。成片的白刺沙堆固定了绿洲外围的大量流沙，对保护绿洲安全有重要作用。近几十年来，由于水资源的过度开采利用，我国西北干旱区地下水位急剧下降，沙漠化加速发展，白刺沙堆退化严重，流沙入侵，严重威胁到绿洲安全和荒漠绿洲过渡带的生态平衡。如何尽可能长期保持白刺沙堆的稳定，防止白刺沙堆活化成为绿洲保护和沙漠化防治急需解决的问题。水是干旱区绿洲化过程与荒漠化过程的决定因素，也是生态系统中能量和物质循环的主要载体，制约着荒漠植被的演替方向和进程。水分收支作为生态系统研究中物质平衡的一部分，可以综合反映出区域环境中植被、土壤和小气候的相互响应和综合水文特征。水分收支研究多而广，传统方法比较成熟。但是由于荒漠绿洲过渡带气象要素、区域内外水热交换的不确定性，精确的水分收支动态变化过程比较难以获得。 本研究以腾格里沙漠—民勤绿洲过渡带的白刺沙堆作为研究对象，选取不同演替阶段白刺沙堆（雏形、发育、稳定、死亡）建立实验样地。通过气象观测、常规土壤和植被调查、定期土壤水分观测、波文比法和三温模型法蒸散发连续观测等，在对荒漠绿洲过渡带环境特征进行探讨的基础上，研究了不同演替阶段白刺沙堆的水分收支规律及其影响因素，定性、定量的评估了白刺沙堆的水分平衡。主要结论如下: 1、观测期内波文比在-17.3～16.2范围内变化，表征出研究区极端干旱的环境。波文比月均值呈“U”型变化;性质迥异的荒漠风和绿洲风，使得荒漠绿洲过渡带水汽、热量的运动复杂多变，波文比波动大，负值多。 2、显热通量在整个生长季占据绝对优势地位，土壤热通量次之，潜热通量最小。2010～2011年日蒸散量在0～3.49mm内变化，2010年生长季蒸散量约为115mm，生长季平均日蒸散量为0.77mm。2011年蒸散量约为140mm，平均日蒸散量为0.84mm。生长季蒸散量占全年蒸散量的86％。土壤蒸发量和植被蒸腾量均为雏形阶段白刺沙堆最大，发育和稳定阶段次之，死亡阶段最小。植被蒸腾的高值区域为地表温度低的植被密集区，土壤蒸发的高值区域为地表温度高的成片无阴影裸土区。从蒸发与蒸散的比值来看，植被蒸腾占据优势，但死亡阶段白刺沙堆表现出更大的土壤蒸发。降水、净辐射、土壤水分、植被盖度等是影响研究区蒸散量的主要因素。 3、土壤含水量春季最低，夏季呈波动性增加，随后逐渐减小。雏形阶段稍大于发育阶段，稳定阶段次之，死亡阶段最小。稳定和死亡阶段白刺沙堆的土壤水分不能达到维持植物基本生长的水分阈值。垂直变化方面，雏形、发育阶段白刺沙堆表层土壤含水量波动大，呈现明显分层特征。低持水力、高孔隙度、高渗透力和良好的通气性等土壤特征以及根系分布是其主要成因。稳定、死亡阶段白刺沙堆土壤水分垂直变化小;只有高强度降水事件发生时，水分在0～90cm范围内下渗。结皮的存在阻碍降水下渗，是造成死亡阶段白刺沙堆土壤水分补给不足，沙堆退化甚至死亡的重要原因。 4、2008丰水年和2010枯水年不同演替阶段白刺沙堆蒸散量分别为121.00（雏形）、107.97（发育）、113.98（稳定）和125.54mm（死亡）;74.73（雏形）、89.14（发育）、79.40（稳定）和79.26mm（死亡）。丰水年，ET/P为89～108％，部分降水储存在土壤中，可供植被枯水年利用。其中，发育阶段和稳定阶段白刺沙堆ET最小，土壤水分储存量最大;死亡阶段白刺沙堆则反之。枯水年，ET/P比值为98～126％，各演替阶段白刺沙堆水分分配差别不大，ET消耗掉全部的降水且不同程度的超过降水，土壤水分亏损。 总体来说，蒸散发是最主要的水分输出项，对水分收支的影响最大。降水是白刺沙堆水分的唯一来源，降水的强度和连续性与蒸散量密切相关，与其他环境因素综合作用，决定着白刺沙堆的演替方向。通过工程措施，减少蒸散量，增加土壤水分的储存是延缓白刺沙堆演替的有效途径。