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高时间分辨率的大气水汽δD和δ18O数据蕴含着陆-气间水分运动和相变过程的重要信息，可促进对全球和生态系统水循环过程的理解，也是模型验证和同位素卫星反演偏差估算的重要工具。本研究以波长扫描光腔衰荡光谱(WS-CRDS，Picarro Inc.)技术为基础，在2012年5月至9月对位于典型温带大陆性干旱气候区的甘肃张掖人工绿洲玉米生态系统大气水汽δD和δ18O比值与通量进行了原位连续观测，以解析干旱区人工绿洲大气水汽δD，δ18O和d(d=δD-8δ18O)的时间变异特征及其控制机制。 研究结果表明:(1)季节尺度上，大气水汽δD和δ18O月均值表现出先上升后降低的趋势，而大气水汽d月均值表现出稳定的降低趋势。日尺度上，大气水汽δD，δ18O和d受大气夹卷、蒸散和露水等因素的影响，具有明显的日循环模式。(2)大气水汽δD，δ18O和d偏离降水平衡预测值的程度与降雨量(P)、相对湿度(RH)和气温(T)具有显著相关性。单次降水过程中大气水汽δD，δ18O和d存在明显的降雨量效应。(3)大气水汽δD和δ18O与水汽混合比(w)存在显著对数线性关系，但R2仅为17％和14％，而d与RH和T显著相关，这表明受气团平流影响较小，而受局地水汽的影响较大。观测期间，局地蒸散使近地表大气水汽δD和δ18O富集，平均蒸散同位素驱动力分别为102.5和23.50 mmol m-2s-1‰。但是，大气夹卷的“稀释作用”仍使大气水汽δD和δ18O平均值分别出现10.1和2.24‰的贫化。局地蒸散和大气夹卷均使大气水汽d增大。(4)天气过程中，水汽来源路径的变化使大气水汽δD，δ18O和d发生大幅度变化。在冷锋天气系统中，在某一水汽混合比下，冷锋过境前大气水汽δD和δ18O分别低于冷锋过境后。试验期间，张掖水汽来源以局地为主，远处水汽源区存在季节差异。张掖水汽来源区域较为集中时，δD和δ18O的变异较小，反之则大。从5月至9月，来自于甘肃和张掖境内的水汽所占的比例分别均在55％和31％以上。