干热河谷是我国西南地区的特殊生态系统类型，生态退化严重，是我国典型生态脆弱区。干热河谷中降水少蒸发量大，季节性干旱极为严重，水分胁迫是最突出的生态和环境问题，因而本文从稳定性氢氧同位素角度探讨元谋干热河谷的干热状态。人工造林作为传统的生态恢复方式，否确实适合干热河谷地区尚有争论，因此有必要对人工林的生态效应进行评价。此外作为农业发达大县，干热河谷少量的降水远远不能满足农业发展的灌溉需求，使得此地区严重依赖地下水进行农业灌溉，所以地下水的补给来源以及更新速率问题也需要考察。本研究采集和测定了元谋干热河谷降水氢氧稳定性同位素值，在以草地为代表的天然植被和以印楝林为代表的人工林内分别测量了0～5m深12个土层的土壤水含量，并提取和测定了河谷代表性草本、灌木以及人工乔木的木质部导管水以及各土层土壤水的氢氧同位素值。通过分析元谋降水的氢氧同位素受干热河谷干热影响导致的分馏状况，对比分析不同植被状态下的土壤水环境，结合植物导管水和各层次土壤水的氢氧同位素值，应用IsoSource模型计算出各层次土壤水对人工植被、灌木和草地水分来源的贡献率，探讨人工植被对元谋土壤水环境的影响。而对于地下水的更新状况，本研究采集和测定就河谷谷底灌溉用井水的稳定性氢氧同位素值，结合降水量等来分析地下水的补给源。研究结果表明:　　 (1)元谋降水相对全球降水线和昆明降水线，存在着强烈的同位素分馏，从氢氧同位素角度反映出河谷的干、热状况;δD和δ18O值均表现出了一定的雨量效应和温度效应，即在雨季贫化而在旱季富集。　　 (2)干热河谷本地水分的蒸散作用产生的降水再循环对元谋的降水量贡献较大。　　 (3)地下水的水分来源为降水。地下水的氢氧同位素值的季节走势与降水量的季节走势相吻合。降水转换为地下水过程中发生了强烈的重同位素富集。　　 (4)元谋干热河谷旱季土壤含水量状况极低，人工林土壤水环境比自然植被状态下草地土壤含水量更少。自然植被草地土壤水勉强达到干热河谷燥红壤凋萎湿度9％，而人工林不足一半。　　 (5)草本和灌木的坡柳使用的土壤水为浅层土壤水，而乔木和其他乔木灌木则使用深层次的土壤水。尤其是人工林由于乔木用水的蒸腾作用加剧了土壤干化。　　 (6)元谋干热河谷土壤干化严重，而干热河谷植树造林的人工林对土壤水的过渡使用，这使得原本自然状态下就不理想的土壤含水量在旱季被更加严重的透支利用，从而加剧了干热河谷的土层干化甚至可能加剧整个河谷的干旱。