中文摘要：

根据西北干旱-半干旱区水循环和陆地生态系统特征及其相互作用机制，以生态环境脆弱区不同景观小流域作为案例研究，综合实验研究、模型模拟结合遥感和地理信息系统技术，通过尺度转换和系统耦合的方法，从叶片-生态系统-小流域不同尺度，模拟并分析西北干旱-半干旱区不同景观内主要植物种的生理生态学特性，不同生态系统内的水分平衡过程以及不同小流域生态水文特征，探讨生态水文过程对气候和土地利用变化的敏感性。完善西北干旱-半干旱区小流域生态水文过程研究的理论和方法体系，为西北干旱-半干旱区生态建设和退耕还林还草提供必要的科学依据。

结论摘要：

本项目以西北干旱半干旱区的半湿润区黄土丘陵沟壑景观纸坊沟流域和半干旱区砒砂岩景观长川流域作为研究区，综合实验研究、模型模拟结合遥感和地理信息系统技术，在叶片尺度，利用Gao et al的气孔导度模型和T-J光合模型揭示了不同景观内主要植物种的生理生态学特性；在群落尺度，利用水分平衡方程和植被生产力模型模拟并分析了不同生态系统内的水分平衡和植被生产力特征；在流域尺度，通过VSIM模型的构建和SWAT模型的本地化，模拟了不同景观小流域生态水文过程；探讨生态水文过程对气候和土地利用变化的敏感性。研究结果表明在干旱半干旱区柠条具有较强的抗旱能力，适宜在该区域推广。刺槐林的抗旱性较强、油松的抗旱和耐旱性较强，但是蒸腾耗水量较高。流域植被生产力对温度增加和降雨变化反应都很敏感，降雨和气温都增加的情况，流域植被生产力呈下降趋势。坡耕地转变为天然草地后生产力降低，土壤水分状况改善，而转变为灌木林地和刺槐林地后生产力增加，径流和蒸发减少，所以在退耕还林草的过程中应该实行草灌结合的方法。该研究完善西北干旱-半干旱区小流域生态水文过程研究的理论和方法体系，为生态建设和退耕还林还草提供必要的科学依据。