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植物水分溯源及蒸散组分区分是生态系统水分运移和水分利用过程研究的重点问题，能够为改善生态系统水分管理以及提高水资源利用效率提供重要科学依据。氢氧稳定同位素(δD和δ18O)已成为全球范围内植物水分溯源和蒸散组分区分研究的重要技术手段。受仪器和观测技术的限制，δD和δ18O双稳定同位素在不同类型生态系统中的适用性仍需进一步探讨。我国人工林种植面积居于世界首位，其中50％以上分布于亚热带地区，该区域人工林夏季极易受到季节性干旱的影响。另一方面，干旱区黑河中游绿洲农田作为我国最大玉米杂交种生产基地，每年消耗80％以上的黑河水用于灌溉，长期的灌溉已使得该流域出现生态环境恶化等问题。 本研究基于我国江西千烟洲人工针叶林2011年7月-2014年10月以及甘肃张掖沙漠绿洲农田2012年4-9月生态系统各水库δD和δ18O数据，基于MixSIR模型系统分析了δD和δ18O预测的植物水分来源的差异性及可能原因，并重点探讨了季节性干旱对千烟洲人工林水分来源的影响以及张掖农田灌溉深度与作物吸水深度的关系。同时，基于δ18O实现了对两个生态系统蒸散组分的连续区分，并与传统的蒸渗仪-涡度相关方法进行了对比。主要得到以下结论: (1)基于δD和δ18O预测的千烟洲人工林树木水分来源深度相似，但在干旱时期(p=0.008)与非干旱时期(p=0.009)均存在显著差异。干旱时期(7-10月)，基于δ18O的拆分结果表明树木利用更多的深层土壤水，平均值为14±4％，非干旱时期(11-4月)，基于δ18O的拆分结果则表明树木利用更多的浅层土壤水，平均值为22±11％。这一差异可能主要源于植物水δD在真空抽提和光谱污染校正过程中人为误差。 (2)当水汽浓度梯度差大于20ppm时，千烟洲人工林蒸散δD和δ18O的不确定性分别为14.9‰和4.42‰，张掖农田蒸散δD和δ18O的不确定性分别为10.5‰和4.30‰。千烟洲人工林和张掖农田植物蒸腾δ18O(δT)与树木玉米茎秆δ18O(δx)的差值在午间几乎为零，表明同位素稳态假设(ISS)在13:00-15:00成立。 (3)干烟洲人工林主要树种在干旱时期(7-10月)主要利用50-100cm深层土壤水，非干旱时期(11-6月)转变为主要利用0-20cm浅层土壤水。马尾松、湿地松和杉木相似的茎秆水δD和δ18O(p＞0.005)表明不同树种之间存在明显的种间水分竞争。 (4)张掖农田玉米对表层0-10cm土壤水的平均利用为87±15％。然而，4次灌溉中仅24.7±5.5％的灌溉进入0-10cm土壤。生长季尺度上，约39％灌溉水和雨水渗入到80cm以下土壤。本研究结果表明该绿洲农田内灌溉深度远远超过了作物吸水深度。 (5)在千烟洲人工林，2011年7月-2014年10月基于δ18O稳定同位素和蒸渗仪-涡度相关测量得到的植物蒸腾占蒸散比例(T/ET)平均分别为86.9±10.0％和86.2±9.9％。在张掖农田，2012年4-9月基于上述两种方法得到的T/ET比例平均值分别为86.8±5.2％和86.3±5.8％。基于稳定同位素方法和蒸渗仪方法得到千烟洲人工林(p=0.903)和张掖农田(p=0.715)蒸散组分的区分结果是一致的。