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摘要
水分是干旱半干旱地区植被生长的主要限制因子，水分利用是反映植被对环境变化响应的关键生态水文过程。目前缺少对干旱半干旱区草原不同科、属植物水分利用特征差异的系统分析，且植物水分利用特征与环境因子的定量关系需要进一步研究。在内蒙古荒漠草原进行样带调查，采集7个样地0—100 cm深度土壤样品和15种植物根茎结合部(茎秆)、叶片样品，测定土壤水、植物水中δ2H和δ18O和植物叶片δ13C的同位素，利用MixSIAR模型确定不同科、属植物水分来源比例，分析不同科、属植物水分利用来源和水分利用效率的差异，并建立植物水分来源比例及水分利用效率与各环境因子的定量关系。结果表明：(1)禾本科和菊科植物主要利用0—30 cm深度土壤水(55.63%和51.84%),其叶片δ13C(-26.61‰和-27.91‰)均低于其他科(包括柽柳科、藜科和蔷薇科)(-26.36‰),且其他科主要利用60—100 cm深度土壤水(36.83%),水分利用策略更有利于在干旱条件下生存。(2)针茅属植物对0—30 cm深度土壤水的利用(55.28%)和叶片δ13C(-26.38‰)高于蒿属(31%和-28.14‰),较高的水分利用效率使其在干旱环境中具有较强的生态适应性。(3)植物对不同深度土壤水的利用比例和叶片δ13C对不同环境因子的响应有所差异，其中植物水分来源比例主要受年均降雨量、年均温和叶周长影响(P<0.05)。本研究揭示荒漠草原植物水分利用特征，有助于理解植物对环境变化的响应策略，同时对该地区生态系统管理提供理论依据。
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单位云南大学; 国际河流与生态安全研究院; 城市与区域生态国家重点实验室; 中国科学院生态环境研究中心
