随着黄土高原地区退耕还林实施以来,该区的生态环境得到了显著改善,植被覆盖率明显上升,其中乔木林以经济林苹果和生态林刺槐较为明显。然而大面积种植的苹果和刺槐也带来了新的生态问题,如土壤干化、植被退化等。而在全球气候变暖的背景下,随着气温的升高和水资源消耗量的增加,再加上黄土高原地下水储量小且深,降水补给不足,水逐渐制约着植物的生长。为了进一步评价和预测植被恢复的可持续性,必须研究区域水分利用效率及对环境的响应。本文以黄土高原22个采样点的苹果和刺槐叶片和年轮为研究对象,基于稳定碳同位素技术,通过野外取样和调查,室内试验,数据统计分析等方法,分析不同人为管理措施（施肥管理、修剪管理、杂草管理、种植措施和土壤覆盖措施）对苹果和刺槐WUE的影响,通过相关性分析等方法分析苹果和刺槐WUE对不同气候（降雨、温度、日照时间、相对湿度、水汽压和SPEI等）的响应和主控因子及在不同气候区的差异。得出以下结论:（1）基于稳定碳同位素技术分析苹果和刺槐WUE的差异中发现,苹果WUE大于刺槐叶片WUE,且苹果、刺槐年轮WUE结果表现于叶片WUE一致;苹果和刺槐植物叶片WUE的频率分布表现为:95%的刺槐叶片WUE分布在3.0-4.66mmol CO2/mol H2O之间,95%的苹果叶片WUE分布在3.22-5.36 mmol CO2/mol H2O之间,刺槐叶片WUE值的分布整体较苹果叶片WUE值更低;合理的施肥管理、修剪管理、杂草管理、种植措施和土壤覆盖措施可以通过影响土壤养分,光合速率和蒸腾速率等,不同程度的提高植物WUE;因为苹果受人为管理因素较多,大多都维持着高WUE,而刺槐缺少人为管理,WUE受环境影响变化较大,易出现极大值和极小值的现象。所以黄土高原要加强对刺槐林等乔木林的精细化管理,适当增加人为管理措施以提高其WUE,保持合理的种植密度和结构,适地适树,进一步推动退耕还林工程的可持续发展。（2）黄土高原整体上西北降雨少,温度高,较为干旱,东南降雨多温度低,所以苹果和刺槐WUE也呈现出西北高,东南低的特点;在叶片WUE对气候因子响应的分析中发现,叶片WUE与日照时间呈显著正相关关系,与降雨、温度、相对湿度、水汽压和SPEI呈显著负相关关系,苹果叶片WUE与海拔呈显著的正相关关系,刺槐叶片WUE与海拔的关系不显著;同一植物半干旱区的叶片苹果和刺槐WUE均高于半湿润区的叶片WUE,其中半干旱区苹果叶片WUE比半湿润区苹果叶片WUE高12.5%,半干旱区刺槐叶片WUE比半湿润区刺槐叶片WUE高6.4%;影响苹果和刺槐叶片WUE的主要气候因子是日照时间、相对湿度和降雨,其WUE变化的解释度分别为26.9%、16.7%和6.8%;所以黄土高原要注重植物WUE的变化差异,适地适树,要充分考虑当地气候因子。（3）在苹果和刺槐年轮WUE对气候因子响应的分析中,延安和长武的降水增加,空气湿度增加,苹果年轮WUE随着时间呈显著下降趋势,刺槐年轮WUE随时间变化不显著;苹果和刺槐年轮WUE的气候分区差异与叶片WUE相似,均为处于半干旱地区的植物WUE大于处于半湿润地区植物WUE,其中半干旱区苹果年轮WUE比半湿润区苹果年轮WUE高3.13%,半干旱区刺槐年轮WUE比半湿润区刺槐年轮WUE高1.2%;与月尺度气候的相关性中,位于半干旱地区延安的树木年轮WUE比处于半湿润地区长武树木年轮WUE响应更为明显,且刺槐年轮WUE与月尺度气候的相关性比同地区苹果年轮WUE更为明显;与年尺度气候的相关性中,其基本与叶片WUE对气候的相关性一致;但不同地区影响年轮WUE的主要气候因子存在差异,主要影响延安苹果和刺槐年轮WUE的分别是日照时间和降雨,相对湿度对长武苹果和刺槐年轮WUE的影响更显著。本研究对黄土高原植物WUE的研究进行了扩充,能够为认识中国黄土高原地区植物WUE及其对气候变化的响应提供参考,为该地区提高WUE,乔木林管理的精细化、科学化以及可持续发展提供决策建议,进一步推动黄土高原退耕还林的可持续发展。