亚热带红壤丘陵区水热资源较充足，具有发展农业的良好条件，但存在季节性干旱、水土流失等科学问题，严重影响了区域农业的可持续发展和生态环境的改善。研究典型植物耗水机制，对于优化水分管理模式、完善植物空间配置、减弱区域季节性干旱和洪涝危害具有重要的意义。本文应用环境同位素技术，结合传统土壤物理学、水文学研究方法，通过野外定位观测，分析试验期间(2007年3～9月)湘西北红壤丘陵区不同植被类型下土壤水分变化特征及植物耗水机制。研究结果表明：　　 (1)降水同位素变化能反映对应时段的降水特征。分析2006-2007年降水样品的δD和δ18O得出研究区大气降水线；降水同位素季节变化及雨量效应明显；油茶林外降水同位素值较林冠穿透水贫化，降水过程中存在林冠蒸发，雨中取样对降水同位素值影响比较大。　　 (2)油茶林坡上0～50 cm、坡下0～40 cm土层受蒸发和蒸腾的双重影响明显，耗水量大；玉米耗水量随生长周期变化，耗水深度逐渐加深，变化范围为0～40 cm，表层10 cm水分消耗明显。两种植物50 cm以下蒸发影响减小，土壤含水量较高，但油茶林存在深层耗水(90～160 cm)。　　 (3)雨后2～6 d，受降水入渗推动混合水向下移动，两种植物土壤水同位素值随深度增大而增大，但其最大深度不同(油茶林50 cm；玉米地40 cm)，这与两种植物浅层蒸发耗水层位一致；玉米地表层10 cm稳定同位素明显富集，20 cm处形成一个贫化拐点；50 cm常为降水入渗及深层水分蒸发的阻隔层；50cm以下土壤水同位素值随深度增大而减少，蒸发影响弱，油茶林最大蒸发深度可以达到110 cm以下，玉米地最大蒸发深度为90 cm左右。　　 (4)油茶和玉米的木质部以及同一植物不同季节δD和δ18O值都存在显著性差异，且植被与季节交互作用对结果也达到显著影响。雨季油茶林水源比较稳定，主要利用50 cm以下的土壤水；旱季耗水更加灵活，水源利用不稳定，随着干旱加剧，深层水利用增多。玉米水分利用与其生长周期有关，随着作物的生长，从利用雨水向土壤水转移。