长期以来,种植人工植被是减轻风沙危害和改善沙区生态环境的最有效途径。然而,过于注重防风固沙植被体系短期生态效益的植被建设的活动导致现有的防风固沙植被体系经过一定时期的恢复相继出现了不同程度的退化甚至死亡的现象,严重威胁着国家生态安全和区域可持续发展。对固沙植物水分利用特征的认识不足且对实践缺乏有效指导是造成上述现象的重要原因。为此,本研究选择人工固沙植物发育良好的库布齐沙漠,选择了柠条锦鸡儿、北沙柳、黑沙蒿和叉子圆柏不同类型的典型固沙植物,研究固沙植物水分利用来源、比例、吸水深度及其对降水变化的响应,摸清固沙植物水分利用特征,探索不同类型固沙植物优化配置技术,探究固沙植物适应干旱环境的策略,为提升受损生态系统的质量和稳定性提供相关参考。研究主要结果如下:1.在生长季早期阶段（6月份）,不同类型固沙植被恢复区土壤水分含量表现出叉子圆柏样地最高,黑沙蒿样地次之,北沙柳和柠条锦鸡儿样地相当的特点。随着降水的增多,不同类型固沙植被恢复区土壤水分含量增加,各样地浅中层（0～40 cm、40～80 cm）土壤含水量表现出高于深层土壤含水量的特点。不同量级降雨对土壤水分含量的补给作用有差异。小降雨（4.8 mm）事件对北沙柳和柠条锦鸡儿样地土壤水分含量的补给作用不明显,而对黑沙蒿和叉子圆柏样地0～40cm表层土壤的补给作用较明显。随着降雨量的增加,降水对土壤水分的补给作用增强,但对深层（100～140 cm）土壤水分的补给作用有限。2.6～9月,不同类型固沙植被恢复区土壤水氢同位素值差异较大,叉子圆柏样地土壤水氢同位素值低于其他样地,且各样地土壤水氢同位素值随土层的增加趋于稳定。不同类型固沙植被恢复区土壤水氢同位素值对降水变化的响应程度具有较大差异,可能是受不同降雨强度和土壤水分蒸发速率的影响。6～9月同种固沙植物不同月份植物木质部氢同位素值差异明显,其中黑沙蒿氢同位素值差异最大,柠条锦鸡儿氢同位素含量的差异最小。不同类型固沙植物水氢同位素值对降水变化的响应有差异,其中黑沙蒿木质部氢同位素值对小降水事件的响应最明显,叉子圆柏木质部氢同位素值对中等降雨事件的响应最明显。3.在土壤水分含量较低的6月,柠条锦鸡儿和北沙柳主要利用60cm以下的土壤水,甚至利用地下水,叉子圆柏则浅、深层土壤水分均有利用,黑沙蒿主要利用0～40 cm层土壤水。8～9月份,柠条锦鸡儿和北沙柳仍以利用深层土壤水分为主,黑沙蒿主要利用0～60 cm层土壤水分,叉子圆柏的水分利用来源相对均衡。在小降雨事件（4.8 mm）下,不同类型固沙植物水分利用深度并没有发生明显的变化。在较大降雨（22.4 mm）条件下,柠条锦鸡儿和北沙柳仍然以利用深层土壤水分为主,而黑沙蒿和叉子圆柏水分利用深度变浅。4.6～9月,在土壤水分含量较低时,黑沙蒿对0～40 cm层土壤水分的利用比例高达97%,叉子圆柏对0～20 cm层土壤水分的利用比例高达53%,柠条锦鸡儿和北沙柳对80～140 cm层土壤水和地下水的利用比例高达60%左右。在较小的降雨条件下,固沙植物叉子圆柏主要利用表层土壤水分。随着降雨量的增加,柠条锦鸡儿和北沙柳也加大了对浅层和中层土壤水分的利用比例,并逐渐加大对深层（100～140cm）土壤水分和地下水的利用比例。5.在土壤水分含量较低时（如6月份）,柠条锦鸡儿和北沙柳主要吸水深度为80～140 cm,而黑沙蒿和叉子圆柏主要吸水深度为0～40cm;随着土壤水分含量的改善（如9月份）,4种固沙植物平均吸水深度并无太大变化。不同类型固沙植物平均吸水深度对不同量级降水变化的响应程度不同,整体上对小降雨事件的响应程度有限,而对较大降雨事件的响应程度较明显。基于以上结果,柠条锦鸡儿和北沙柳主要利用40～80 cm和80～140 cm层土壤水分,北沙柳对地下水的利用比例较大,而黑沙蒿和叉子圆柏主要利用0～40 cm层土壤水分。因此,固沙植物黑沙蒿和叉子圆柏的组合会加大人工固沙植被之间的水分竞争,而两者与柠条锦鸡儿和北沙柳的组合一定程度上避免人工固沙植被之间的水分竞争。