水的稳定同位素在土壤一植被.大气连续体(SPAC)各个库中具有各自特定的特征(D/H和18O/16O)，因此成为研究SPAC水循环的良好示踪剂。本文的研究目标是利用野外实验观测的结果，揭示麦田SPAC系统水的稳定同位素变化特征，同时利用Keeling Plot方法结合同位索二元线性混合模型分割华北平原麦田蒸散，并评价这一方法在蒸散分割中的应用。　　 野外实验于2009年4～5月在在中国科学院栾城农业生态试验站进行，通过采集土壤样、茎样，再经过真空抽提、同位素质谱仪分析可以获得土壤水的同位素变化信息。同时利用国际上先进的H218O、HD16O激光痕量气体分析仪(TDLAS)为基础构建的大气水汽18O/16O和D/H同位素比原位连续观测系统，直接获得高时间分辨率的大气水汽同位素组成(δv)，这是本文的一个创新点。　　 实验结果表明：　　 (1)大气水汽同位素组成的时间变化与水汽浓度密切相关，这说明瑞利分馏过程对水汽稳定同位素组成起主导作用。同时其他环境因子，例如局地蒸散、与上方自由大气的湍流混合、露水的形成等对水汽稳定同位素的变化也产生一定的影响。　　 (2)土壤水同位素(δs)的剖面变化和时间变化特征均显示：表层10cm以上土壤受降雨、蒸发等因素的影响最明显，因此对应的δs值变化尤为明显；这种影响随深度增加而逐渐减小直至消失。　　 (3)利用同位素分割结果显示，麦田94％-99％的蒸散来源于植物蒸腾，这说明蒸腾是麦田蒸散的主要水汽来源。　　 (4)利用一天中不同时间段的连续的大气水汽δ18O与相应水汽浓度倒数拟合Keeling-Plot曲线，并将其截距与茎水同位素组成进行对比，发现中午时段(11:30-14:30)的拟合结果较好，这也表明中午时段蒸腾速率高最可能满足蒸腾的同位素稳定态假设。进一步的分析发现植物蒸腾的同位素稳定态假设并不总是成立的，尤其是水分胁迫下进入成熟期的小麦，其蒸腾水汽同位素一般处于非稳定态。