本研究以古尔班通古特沙漠南缘荒漠植物群落建群种多枝柽柳和梭梭为对象，在原始盐生旱生荒漠生境中自然形成或人为模拟的降水梯度下，辅以自然的地下水位梯度，观测生长期内两种植物的生理活动、个体形态建成和群落净初级生产力对降水变化的响应与适应，并预测降水变化对其生理、个体及群落水平的水分平衡和碳收支的影响。本研究结合光合、蒸腾等生理指标测定以及群落碳通量和水汽通量观测，着重研究降水变化下荒漠灌木个体形态的可塑性改变，即根系形态结构与用水策略的适应，以及生物量累积与光合产物在根冠之间分配比例的调整。研究旨在了解降水变化时生理、个体和群落水平上自然生境中多枝柽柳与梭梭在维持水分和碳素平衡方面的自我调节和适应机制，及适应策略的种间差异性；充分利用研究对象的特殊性，揭示不同水平调节适应机制之间的内在协调性。研究有助于深入了解荒漠区植物对特殊生境和气候变化的响应与适应机制，并为该区植被保护与恢复提供理论依据。

全球气候变化以及人类活动的加剧，导致古尔班通古特沙漠南缘原始盐生荒漠地区降水与地下水位正发生显著改变，并导致荒漠植物用水策略的适应性变化，其种间差异性影响着荒漠植物群落组成与生态系统碳水平衡。研究表明多枝柽柳和梭梭用水策略迥异，不同的根系功能型决定了前者的生存依赖地下水，后者生存依靠直接大气降水。深根系与气孔调节是多枝柽柳碳水平衡适应环境水分状况的两个关键机制：柽柳成熟植株生理与个体水平水分平衡和碳获取依赖于相对稳定的地下水源，特殊气孔行为体现其以高水分消耗为代价，将碳获取最大化的适应对策；群落蒸腾耗水依赖地下潜水层供给，并在生态系统H2O通量中占重要比例；群落碳同化能力的季节变化是光合有效辐射和地下水位共同影响下光合作用物候学特征的体现；降水造成的浅土层水分状况变化对多枝柽柳碳水平衡没有显著影响，而地下水位下降危及其生存。梭梭主要利用降水形成的浅层土壤水维持生存；极为有效的形态调节和较强的气孔控制是其维持光合能力以及适应降水变化的主要机制；适量增多且在生长期内均匀分布的降水可以对梭梭光合作用、生物量累积和生态系统碳蓄积产生明显正效应，预示梭梭可能在未来种间竞争和群落演替中占有优势。