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植物水分来源是干旱半干旱地区植物水分关系研究的重要方面,有助于深入理解不同地区植物对季节性干旱环境的适应。兰州市南北两山环境绿化区（简称兰州市南北两山）是兰州市区的重要生态屏障。该地区降水量年内分布不均且具有显著的季节性差异,干季和湿季交替出现。而且在全球气候变化的背景下,区域降水格局的变化势必会影响植物的生长和发育,使得植物与水分的关系变得更加复杂。目前,对兰州市南北两山植被水分来源研究较少,因此,有必要对该地区植物在不同季节的水分利用方式和来源进行研究。本研究选取兰州市南北两山典型优势树种侧柏（Platycladus orientalis）、柠条锦鸡儿（Caragana korshinkii）、红砂（Reaumuria soongorica）、白榆（Ulmus pumila）和冰草（Agropyron cristatum）为研究对象,通过对该区域降水、灌溉水、土壤水、地下水和植物木质部水的氢氧稳定同位素组成(δ2H和δ18O)进行测定,运用直接对比法、多元线性混合模型（IsoSource）和贝叶斯混合模型（MixSIR、MixSIAR和SIAR）来量化不同深度土壤水和地下水的贡献率,再通过不同模型性能的比较,得到每种植物更可信的水分来源。结果表明:（1）通过收集到的降水样品得到兰州市局地大气降水线（LMWL）为:δ2H=7.04δ18O+3.47,相对于全球降水线,LMWL的斜率和截距较低,表明当地降水受到蒸发影响。对比北山和南山发现,北山3个样点的局地降水线的斜率和截距稍小于南山的3个样点,表明北山降水蒸发的程度高于南山。从不同采样点看,生长季内地下水、土壤水和植物木质部水的氢氧同位素值几乎均落在当地大气降水线的附近或者下方。且植物木质部水的氢氧同位素值介于土壤水和地下水之间,表明所有植物主要利用不同土层深度的土壤水和地下水。（2）直接对比法只能定性的判断植物的主要吸水位置,难以量化潜在水源对植物的贡献率。IsoSource模型可以计算出多个潜在水源对植物的水分贡献范围,但该模型的参数设置单一,没有考虑同位素分馏、潜在水源同位素组成的空间差异等对计算结果的影响。MixSIR模型相比IsoSource模型,考虑了各水源同位素组成的空间差异,但该模型的稳定性容易受到空间差异值大小的影响,从而影响模型计算结果的可靠性。通过4种评估指标的判断,MixSIAR模型为最优模型,可能由于MixSIAR模型集合了先验信息,同时考虑了分类和连续协变量的影响。（3）结合4种方法（直接对比法、IsoSource、MixSIAR和SIAR）及最优模型（MixSIAR）对比得出,乔木代表种侧柏和白榆的水分来源较为稳定,主要利用90-120 cm土壤水和部分地下水,湿季对中、深层土壤水的利用比例增加。北山各个采样点锦鸡儿和红砂的水分来源季节变化趋势基本一致,二者之间存在明显的水分竞争关系。整个生长季冰草主要吸收利用浅层土壤水,湿季利用0-10 cm土壤水的比率远大于干季。一次降雨事件前后,侧柏由利用地下水和深层土壤水转向利用浅层土壤水,对降水响应的敏感程度大于锦鸡儿和红砂。