土壤-植物系统（SPS）中水分补给和传输的动态过程不仅与降水输入的变化有关,还受土壤、植物本身的水分状态和水分传输规律的影响。这一过程涉及水分在土壤、植物中的储存和传输以及土壤和植物相互作用等环节。不同的方法可以揭示不同环节的水分传输动态,从而使我们更充分理解SPS中水分补给和传输的过程和变化机制。本研究选取了中国亚热带季风气候区红壤丘陵区的樟树林,基于土壤含水量观测和氢氧稳定同位素技术揭示樟树林中土壤水分补给传输、根区水分补给和利用来源规律;同时,选取了澳大利亚地中海气候区的桉树林,基于电阻率成像法反演估算树干含水量,揭示树干水分补给和传输的时空变化特征。主要研究成果如下:（1）基于稳定同位素数据改进了季节性水分来源指标（SOI）,从季节尺度上揭示土壤水和植物水的水分补给来源。同时,提出了两种新方法,一是分段同位素平衡法（PIB）,用来揭示植物根区水分受降水补给比例,进而评估生态水文分离现象;二是基于电阻率成像法反演估算树干含水量时空分布,揭示树干水分的季节补给规律。（2）高时间分辨率的土壤水氢氧稳定同位素数据可以揭示樟树林土壤水受降水补给的过程以及补给水分在土壤中扩散、滞留的持续时间、深度等信息。基于土壤含水量的观测仅可以量化降水的补给量和补给深度,在3?6月期间樟树林土壤的补给深度较大,但补给量小;在7?11月期间补给深度浅而量大,说明湿季雨水容易下渗排入地下水而干季雨水容易被表层土壤（0?40cm）吸收储存。基于氢氧同位素的方法也发现表层0?40cm土壤水中?¹⁸O的变化较大,而深层（>40cm）土壤水中?¹⁸O逐渐稳定。从季节性水分来源看,夏季降水是土壤水中比较重要的水分来源,在0?40cm土层内土壤水中有51%的水分来自夏季降水补给,春季0?20cm的土壤水中主要是冬季降水的补给水源占主导。（3）PIB方法能够详细地揭示生态水文分离现象发生和持续的时间,在亚热带湿润地区的樟树林生态系统中生态水文分离现象主要容易发生在春季,持续时间约为2个月。此外,根区水分补给季节变化明显,总体上夏季降水约占根区水分的42%,而春季降水往往不易补给根区。（4）基于电阻率成像法首次建立了树干电阻率的温度校正模型,发现指数校正模型表现最佳,且模型中反映温度敏感性的参数没有显著的树种差异（变化稳定）。同时,利用树干电阻率与树干含水量的关系反演估算了树干水分的时空分布,估算的树干边材体积含水量季节变化范围为0.23?0.50 cm³/cm³,且边材体积含水量的变化能够揭示树干在由干季转湿季期间水分补给的过程以及在湿季至干季期间水分丧失的过程。（5）亚热带湿润地区林地土壤水线斜率大于当地大气水线斜率,主要是因为降水混合作用是影响该区域土壤水同位素组成特征的最主要因素,而不同季节降水中氢氧稳定同位素组成特征不同。夏季降水中89%的水线氘差（即lc-excess）值为负值,而夏季降水又是土壤水的主要补给水源;秋冬季节降水中79%的lc-excess值为正值。因此,在利用lc-excess值反映目标水体受蒸发影响时需谨慎,即lc-excess<0‰并非一定是蒸发所致。本研究发现在亚热带湿润地区春季降水容易绕开植物根区、夏季降水是土壤和植物主要的补给水源,如果这种现象具有普遍性,那么对于农林灌溉用水和水资源的管理具有非常重要的指导意义。