大气降水同位素对气候及环境的变化极其敏感,是研究水循环、古气候记录和地下水补给及循环基础指标;大气降水水汽来源的识别及量化对解读大气环流模式具有重要的意义。以疏勒河流域为研究对象,自2013年6月至2016年7月在流域采集332个降水样品,综合应用同位素、水化学技术和气象学方法,对疏勒河流域大气降水的水化学和稳定同位素的时空分布,水汽来源,水汽输入、输出及净收支,持续降水事件下同位素的变化规律以及强降水事件下降水同位素特征和水汽来源等方面进行了研究。主要结论如下:疏勒河流域大气降水阳离子以Ca2+和Na+为主,浓度分别为1486.83和889.10μeq/L,阴离子以SO42–为主,离子浓度为728.81μeq/L。平原区大气降水离子浓度要高于山区。离子浓度的季节性变化明显。各主要离子的来源不尽相同,Cl–和Na+以海源输入为主;SO42–和NO3–以人为活动输入为主;K+、Mg2+和Ca2+主要以陆源输入为主;但是在冬季有58.35%的Na+来源于陆地,含盐矿物的输入为Na+提供充足的来源。疏勒河流域稳定同位素整体变化区间δ18O从-28.27‰~8.14‰,平均值为-6.78‰;δ2H从-225.58‰~39.72‰,平均值为-50.07‰。从低海拔到高海拔、从北向南疏勒河流域大气降水稳定同位素越来越贫化,δ2H和δ18O的年际变化表现出季节性,夏季稳定同位素富集,冬季稳定同位素贫化。流域大气降水线较小的截距和斜率表明研究区存在着强烈的二次蒸发效应。降水同位素的温度效应明显。氘盈余(d)值夏季较小,二次蒸发效应十分强烈;温度、降水量和大气相对湿度是影响二次蒸发效应的关键指标。疏勒河流域夏季二次蒸发效应强烈,冬季较弱。在研究时段内,疏勒河流域全年降水以西风水汽为主,局地再循环水汽占据较大比重,西南季风水汽和北部极地水汽也有部分贡献。2013年到2016年期间,平均每年有有18286亿吨和4735亿吨水汽分别从西边界和北边界输入,有20266亿吨和2772亿吨水汽分别从东边界和南边界输出,年均水汽净收支为-17亿吨。疏勒河流域纬向水汽输送量远大于经向水汽输送量,大部分降水水汽来源于西风;夏季为主要的水汽输入期,冬季为水汽输出期。党城湾站2013年6月15日到2013年6月19日的持续降雨过程的同位素及气象特征研究发现,随着降水事件的持续进行,稳定同位素呈减小趋势,大气相对湿度越来越高,温度却越来越低;降水过程符合瑞利分馏模型。通过对研究区14次强降水事件的气象和同位素特征研究,发现它们的平均温度较低,大气相对湿度较高,稳定同位素值较贫化,氘盈余值较高,二次蒸发作用较弱;西风为强降水事件提供大量的水汽,其他方向的水汽与西风水汽辐合才会形成强降水,西南水汽引起的强降水事件最多,其次是北部水汽,最少的是混合水汽和局地水汽。