植物叶片水δD和δ18O富集过程是影响大气中H2O、CO2、O2以及植物有机物的重要过程。以往研究由于叶片水δD和δ18O(δl,b)实测数量少只能作为模型验证数据，导致δl，b富集机制研究多集中于模型研究，缺乏基于野外试验条件的δ1,b富集的控制机制研究。叶片水δ1，b富集程度(⊿l，b）通常表示为δl，b与植物水源茎秆水δD和δ18O（δx）之差。本研究以中亚热带（千烟洲）人工针叶林生态系统和黑河中游（张掖）绿洲农田生态系统为研究对象，以植物水低温真空抽提技术为核心手段，开展森林生态系统和农田生态系统植物叶片、茎杆/秆水δD和δ18O季节变化的连续测定与分析;辅以大气水汽δD和δ18O比值与通量的原位连续观测系统，开展大气水汽δD、δ18O和生态系统蒸散δD、δ18O的连续观测;同时辅助开展常规气象观测以及植物叶片生理参数测定，重点关注:(1)千烟洲森林生态系统针叶林和张掖农田生态系统春玉米叶片、茎杆/秆水δD和δ18O的季节和年际变化特征;(2)重点解析大气水汽δv、冠层温度和标准化到冠层温度的相对湿度对叶片水⊿l,b的影响;(3)结合大叶模型借助不同阶段的叶水富集模型预测森林和农田生态系统冠层尺度叶片水δD和δ18O，并与实测的整个叶片水δD和δ18O进行对比，主要讨论水分胁迫、有效径向长度和稳态偏离在模型预测中的表现。　　研究结果表明:(1)森林生态系统叶片水、茎杆水和大气水汽具有明显的季节和年际变化特征，而农田生态系统春玉米生长季三者季节变化趋势不明显。两个生态系统⊿l,b和⊿v的季节变化趋势不显著。冠层郁闭度以及植物蒸腾作用的差异引起森林生态系统叶片和茎杆水δD和δ18O的斜率远大于农田生态系统。(2)叶片水⊿Dl,b受大气水汽的主导作用，⊿18Ol,b受相对湿度的主导作用。千烟洲森林生态系统不可忽略冠层温度的单独贡献，而张掖农田生态系统冠层温度与相对湿度存在较强的自相关效应，可忽略其作用。(3)不同发展阶段的代表性叶水富集模型Craig& Gordon稳态模型(1965)(以下简称C65)、Dongmann非稳态模型(1974)(以下简称D74)和考虑Péclet效应的Farquhar& Cernusak非稳态模型(2005)(以下简称F05)在千烟洲季节尺度实现了对冠层叶水δDl,b较好的预测，非稳态以及Péclet效应对于高估的δDl,b都有修正作用，F05的最优结果可达0.9;三个模型普遍低估δ18 Ol,b。在张掖农田生态系统，C65和D74对δD、δ18O的预测结果一致性相似，同样考虑Péclet效应可以提高预测准确性。(4)有效径向长度与蒸腾速率有很好的指数关系，L作为常数在不同生态系统对叶片水δDl,b和δ18Ol,b的预测影响不同。千烟洲叶水富集模拟对干旱期的响应不明显，由于灌溉作用，无法准确判断张掖农田生态系统在自然条件下叶水富集模拟是否会受水分胁迫的影响。稳态偏离表明两个生态系统在午间并未完全达到稳态。