我国干热河谷区，年均降雨量少、年均温较高而使该区水热矛盾突出，土壤水分严重亏缺，植被恢复极其困难。本研究以元谋干热河谷典型恢复草种:乡土种扭黄茅、外来种百喜草和柱花草3种禾本科植物为研究对象，采用盆栽和称重控制土壤含水量的方法，在无水分胁迫、轻度、中度和重度水分胁迫4种土壤水分处理下，系统研究元谋干热河谷土壤水分胁迫对供试草种的影响机制，通过分析比较不同梯度水分胁迫下供试草外部生长特性、及影响植物生长特性的、内在的水分生理、光合生理及生理生化的变化特征，揭示当地土壤水分胁迫对典型恢复草种的生理生态影响规律。主要研究结论如下:　　 (1)土壤水分胁迫对供试草生长特性的影响　　 水分胁迫使3种供试草种的绝对株高、冠幅面积及叶面积减小，生长速度减缓，但比叶重和根容量增加，且水分胁迫对草生长特性的影响具有明显的季节差异，干热季节水分胁迫对草的影响大于雨季和干旱季节。供试草种为了应对水分胁迫，其生长具有明显的资源指向性:随着胁迫的加剧，供试草根生物量增加，同时降低地上部分生物量的积累。干旱季节，3种草都以积累根部生物量为主，同时降低地上部分生物量甚至牺牲地上部分（如扭黄茅）来保全根的生存;在干热季节和雨季植物的萌芽和生长旺盛期，3种供试草在保全生命的前提下通过不同的途径发展地上部分生物量的生长以达到开花结籽、延续种群的目的。　　 (2)土壤水分胁迫对供试草水分生理的影响　　 水分胁迫下3种供试草叶片总含水量、自由水含量和相对含水量下降，束缚水含量、束缚水/自由水及水分饱和亏增加，干热季节土壤水分胁迫对叶片含水量的影响大于干旱季节和雨季。3种草叶水势均随着土壤水分的降低而降低。相关分析表明，叶水势与温度呈负相关关系，而与湿度呈正相关关系。干热季节，大气温度是影响扭黄茅叶水势变化的第一影响因子，雨季，大气湿度则成为主要影响因子;各季节大气温度是百喜草叶水势的主要影响因子。重度胁迫下供试草叶片保水力最大，且雨季叶片保水力大于干旱和干热季节。干旱和干热季节水分胁迫下，柱花草保水力最大，其次是百喜草;雨季，以扭黄茅的保水力最大，其次是柱花草。　　 (3)土壤水分胁迫对供试草光合生理的影响　　 3种典型恢复草种在不同土壤水分下，其光响应曲线即净光合速率随光合有效辐射的变化表现出基本一致的趋势，均是在低强度光合有效辐射时净光合速率迅速增加，达到一定强度的光合有效辐射后，净光合速率增幅渐趋平缓，采用直角双曲线修正模型拟合较好。不同草种光响应曲线的高低呈相似的变化规律，即净光合速率和最大净光合速率在同等光强时的基本表现为无水分胁迫和轻度水分胁迫大于中度、重度水分胁迫。低强度光合有效辐射时，供试草净光合速率的降低为气孔限制因素起主导作用，随着光合有效辐射强度的升高，供试草净光合速率的降低主要由非气孔限制因素起主导作用。从光饱和点和光补偿点的变化导致的各供试草有效光强范围变化来看，雨季扭黄茅对光的生态适应能力增强，具有较强的生长潜力;百喜草对干热季节高光强的生态适应能力较强;柱花草中度水分胁迫水平对光环境具有较强的适应性。干热季节扭黄茅和百喜草暗呼吸速率较高，表明在干热季节，供试草叶片是通过暗呼吸提供能量来维持代谢活动，提高叶片生理活性，以抵御水分胁迫对其的影响。　　 土壤水分胁迫使供试草初始荧光增加，最大PSⅡ的光能转换效率和PSⅡ的潜在活性降低，各处理水平以重度胁迫下的变幅最大，且干热季节草叶绿素荧光参数的增加或降低速率高于干旱季节和雨季，表明随着水分胁迫程度的加剧，供试草PSⅡ反应中心受到一定程度的破坏或可逆失活。　　 (4)土壤水分胁迫使供试草叶片脯氨酸含量产生了累积效应，以重度水平增加幅度较大。扭黄茅和百喜草叶片脯氨酸含量三个季节的变化大小为干热季节＞干旱季节＞雨季，而柱花草脯氨酸含量的季节变化规律为干旱季节＞干热季节＞雨季。　　 (5)植物对土壤水分的适应有一个耐受范围（即生态幅），短时间地靠近耐受范围下限，不会对植物产生很大的影响，反而会对植物的抗旱起到锻炼作用，但长期地停滞在耐受范围的下限，将会对植物产生较大的伤害作用。　　 (6)模糊隶属函数对3种供试草抗旱性的综合评价表明，在干热季节，3种供试草的抗旱性大小顺序为百喜草＞柱花草＞扭黄茅，雨季其抗旱性大小顺序为扭黄茅＞柱花草＞百喜草，表明百喜草和柱花草对干热河谷极端干热气候有较强的适应性，而扭黄茅一旦成功度过极端的干热天气，在干热河谷具有较强的生长潜力。