为探索干旱缺水地区造林树种光合作用日变化特性及其与土壤水分的定量关系，为脆弱生态区植被恢复重建中植物种引进与筛选、林分合理配置提供理论与技术参考，应用植物生理生态学原理和叶片光合作用及叶绿素荧光测试技术，在半干旱黄土丘陵区，以山杏、沙棘、油松3个树种为试验材料布设试验，测定其在不同土壤水分下光合作用的日动态过程，以及叶绿素荧光动力学参数的日动态过程。探讨3个树种的光合作用日变化特征与机制，探明光合作用效率（光合速率、水分利用效率等）与土壤湿度的定量关系，确定3个树种光合作用和高效用水适宜的土壤湿度阈值。研究取得了以下主要结果和结论：1、揭示了3个树种光合作用效率日变化特征与生理机制3个树种光合作用日变化过程不同，受土壤水分变化的影响较大；在重度水分胁迫（RWC<30%）下会发生光合作用的非气孔限制。3个树种光合作用日变化过程不同，受土壤水分变化的影响较大，随着水分胁迫程度的加剧，3个树种的光合速率日变化类型由不明显的双峰曲线变为单峰曲线，然后由单峰曲线逐渐向双峰曲线过渡。其过渡的土壤水分临界值基本都在40%-60%之间。3个树种光合作用“午休”的主要原因，表现为随着土壤水分胁迫程度的加剧，由气孔限制向非气孔限制转变。即在RWC>50%的土壤湿度范围内，各个树种光合速率中午降低的主要原因是气孔限制；但在RWC处于30%-50%之间时，光合作用“午休”的主要原因逐渐转变为非气孔限制；RWC<30%时，光合作用一直处于非气孔限制状态。2、3个树种是抗旱能力较强和光合作用对土壤水分适应范围较广的树种，但其光合作用水平和适宜的水分范围有一定差别。3个树种Pn与WUE适宜的土壤水分范围依次为：山杏49.3%-77.0%、沙棘54.2%-76.8%、油松54.1%-80.9%。其中山杏、沙棘和油松的日平均光合速率和日平均水分利用效率分别在RWC为56.1%、60.4%与65.8%时达到最高水平，土壤水分过高或过低都不利于植株的高效用水。3个树种的日平均光合速率为：山杏（3.22μmol·m-2·s-1）＞沙棘（2.88μmol·m-2·s-1）＞油松（2.87μmol·m-2·s-1），3个树种日平均水分利用效率为：沙棘（1.6μmol·mmol-1）＞山杏（1.1μmol·mmol-1）＞油松（1.0μmol·mmol-1），表明光合作用水平山杏与沙棘较高，而油松较低。3、土壤水分胁迫加剧会增强3个树种光合作用的光抑制程度；热耗散增加是植物抵御光抑制的主要机制。3个树种的Pn、Fm、Fv/Fm和ΦPSⅡ都有午间降低现象，表明3个树种的光合作用均发生了光抑制。而其NPQ都有午间升高趋势，表明光合机构热耗散增加是3个树种抵御光抑制和缓解光合作用“午休”的主要机制之一。在70%>RWC＞50%时，树种没有发生光抑制，下午Pn的下降主要是由非气孔限制引起的；RWC为30%-50%时，树种发生了明显的光抑制，随着水分胁迫的缓解，受光抑制的程度降低，超过13：00以后，Pn从气孔限制转向非气孔限制；在RWC＜30%时，植物叶片已发生光氧化破坏。不同水分条件下，3个树种的NPQ都有午间升高趋势，表明热耗散增加是树种抵御光抑制和缓解光合作用“午休”的主要机制之一。