近年来,全球气候异常变化加剧了区域内降水时空分布不均的现象,这给华北地区农林复合系统水分的高效利用带来新的挑战。农林复合系统在保持水土、涵蓄水源、调节区域小气候及增加单位面积总产值上具有独特意义。因此,本文利用稳定氢氧同位素的方法研究株行距4 m×5 m核桃-小麦/大豆复合系统种间水分利用策略,为农林复合系统实现高效的管理提供科学的指导和依据。主要的研究结果如下:(1)核桃冠层叶面积指数在4月-9月呈现先增大后减小的趋势,8月达到最大(2.79)。(2)垂直方向上,核桃-小麦、核桃-大豆复合系统中根系主要交错区域分别为0-30cm土层和0-20cm土层。与对照小麦相比,复合系统小麦根系分布重心深度明显上移。复合系统中根系水平方向分布状况:越靠近树行核桃根长密度越大,小麦和大豆根长密度越小,核桃和小麦/大豆根系主要交错区域为距树1.5m处。(3)核桃-小麦/大豆复合系统土壤含水量随土壤深度的增加呈现增加的趋势。水平方向上,核桃-小麦复合系统土壤含水量分布呈“M”型分布,核桃-大豆复合系统则呈“倒V”型分布。与对照相比,核桃-小麦、核桃-大豆复合系统土壤含水量分别提高了4%和0.7%。(4)在核桃-小麦复合系统中,核桃在小麦拔节期主要利用30-80cm土层土壤水(60%),其他时期均主要利用0-30cm土层土壤水,小麦在整个物候期内均主要利用0-30cm土层土壤水(64.44%),扬花-灌浆期至成熟期二者竞争明显。核桃-大豆复合系统中,核桃、大豆在整个物候期内均主要利用0-30cm土层土壤水,占比分别为68.44%和70.11%,因该期间降雨对土壤水分进行补,在一定程度上缓解了二者对种间土壤水分的竞争。(5)复合系统中小麦、大豆均发生避阴性反应,表现为茎秆变细,节间伸长。复合系统中,小麦SPAD呈“两边高中间低”V型分布,大豆SPAD呈“中间高两边低”倒V型分布。与对照相比,复合系统中小麦、大豆SPAD分别降低了3.8%和7.2%。复合系统小麦/大豆产量自中间向树行两侧递减。与对照相比,复合系统小麦、大豆产量分别降低了36%和70%。在小麦扬花-灌浆期应加强核桃-小麦复合系统的田间水分管理,降低种间水分竞争,或适度加大树行种植间距提高小麦单位面积产量;核桃-大豆复合系统中,核桃叶面积指数趋近于最大值,核桃树的遮荫作用大于水分竞争,造成大豆减产严重,建议改为种植耐阴性强的板蓝根、决明子等中草药作物。