水是维持干旱区生态系统及其功能发挥的最关键因子。水分条件决定了干旱区植被的生长、结构、分布格局和群落演替过程，同时也影响着该区域内绿洲-荒漠交错带的空间动态变化过程，而绿洲-荒漠交错带对于维护绿洲生态系统稳定，防治地表沙化发挥着重要作用。植物水分传输过程涉及根系吸水、茎干导水和叶片失水等环节，受植物生理生态特征、环境条件等因素的综合影响。　　本文利用Li-6400便携式光合作用仪观测了典型固沙植物梭梭、白刺、沙拐枣的气体交换特征，分析了叶片尺度三种植物蒸腾和光合作用，水分利用效率，并引入气孔限制评价模型定量分析了三种植物蒸腾、光合速率的气孔限制程度。利用Flow32包裹式热平衡茎干液流仪研究了三种植物茎干液流密度的日、生长季动态变化特征，结合气象观测资料分析了茎干液流与环境因子的关系，估算了冠层气孔导度，并构建了两种模型模拟三种植物的茎干液流。采用全根系挖掘的方法，获得了三种植物根系的分布特征，结合Feddes根系吸水模型定量分析了三种植物的土壤水分来源。研究得出的主要结论如下:　　(1)三种典型固沙植物蒸腾和光合速率日变化均呈双峰型，气孔导度在9:00-11:00保持较高水平，之后呈波动下降趋势。梭梭的水分利用效率最大，沙拐枣水分利用效率次之，白刺最小。梭梭、白刺、沙拐枣蒸腾速率的气孔限制系数分别为0.71，0.44，0.69，光合速率的气孔限制系数分别为0.43，0.64，0.47。气孔对三种植物蒸腾作用的限制明显高于其对光合作用的限制。三种植物午间冠层气孔导度随饱和差（VPD）的增加而降低，且呈指数型变化。　　(2)梭梭茎干液流密度日变化呈双峰型，白刺和沙拐枣茎干液流密度日变化均呈宽幅单峰形。三种植物均存在夜间液流，梭梭、白刺和沙拐枣夜间耗水量分别占生长季总耗水量的12.7％，2.9％，10.6％。由于夜间液流与同期VPD和风速的相关系数很低，据此推测三种植物的夜间液流主要用以水分再分配和茎干补水。生长季，三种植物茎干液流密度存在显著差异:梭梭和沙拐枣茎干液流密度在7月份最大，之后逐渐减弱，而白刺茎干液流密度在7-9月维持较高水平，直到10月中旬才逐渐减弱。　　(3)光合有效辐射(PAR)、气温和VPD是三种植物茎干液流密度的主要影响因子。茎干液流密度日变化峰值与PAR、VPD峰值之间存在明显的时滞。另外，茎干液流密度日变化与PAR、VPD存在非对称响应，且非对称的程度存在种间差异。　　(4)基于茎干液流密度与环境因子响应关系构建的模型能够较好的模拟梭梭、白刺、沙拐枣30-min步长的茎干液流，观测值与模拟值的决定系数R2(P≤0.05)分别为:0.78，0.62，0.75。晴天时的决定系数R2(P≤0.05)分别为0.86，0.64，0.74，降雨发生时白刺基本上观测不到茎干液流，而梭梭与沙拐枣的决定系数R2(P≤0.05)分别为0.65，0.71。考虑时滞效应能够显著提升模型的模拟精度，但模型对低速率液流密度存在低估现象。　　(5)梭梭为深根系植物，而白刺和沙拐枣为非深根系植物。浅层土壤水(0-40 cm)、中层土壤水(40-100 cm)、深层土壤水(100-300 cm)对梭梭样树根系吸水的贡献率分别为26.1％，32.6％，33.9％，对白刺样树根系吸水的贡献率分别为23.0％，60.3％，16.8％，对沙拐枣样树根系吸水的贡献率分别为70.9％，24.6％，4.6％。梭梭样树根系吸收的浅层地下水较少，约7.4％。因此，梭梭主要利用中层及深层土壤水分，还能够利用一定数量的浅层地下水。白刺和沙拐枣主要利用浅层和中层土壤水。　　(6)三种植物水分供给与大气蒸腾需求之间的平衡关系还涉及植物的形态适应，包括叶面积与根/冠比的调整。梭梭的叶面积指数最小而根/冠比最大，白刺的叶面积指数最大而根/冠比最小，沙拐枣的两个参数值介于梭梭和白刺之间。典型固沙植物的叶片蒸腾、茎干液流、根系吸水过程，与环境因子的响应关系，以及水分利用策略均存在显著差异，这是植物适应极端干旱环境的结果。由于梭梭具有最低的气孔导度、稳定的茎干液流、最深的根系分布，因此该植物比沙拐枣和白刺更加耐旱。　　上述结论从土壤-植物-大气连续体出发综合阐述了研究区典型固沙植物梭梭、白刺、沙拐枣叶-气界面、茎干液流以及根-土界面水分传输过程的动态变化特征，揭示了各个界面水分传输的规律，能够为未来深入研究本区生态水文过程、制定科学的植被恢复、水资源管理及生态系统修复措施提供可靠而且详实的数据。由于干旱区呈植物斑块与土壤斑块复合格局，土壤-植被-大气水热传输过程极其复杂，未来仍需要开展大量的研究工作以期获得对本区生态水文过程更丰富的认识。