水作为干旱半干旱地区生态系统循环和功能发挥的最重要限制因子,对植物生长发育、生存和分布起到关键作用。小叶杨、柠条、沙蒿作为该区典型的乔灌木植被,通过研究这3种植被的水分利用策略对于保护该区物种多样性和生态恢复与建设等具有重要的理论和实践作用。本研究以六道沟流域典型乔灌木小叶杨、柠条、沙蒿为研究对象,利用稳定性同位素技术,结合植物光合生理生态学特征、环境因子（降雨和温度）和IsoSource多源混合模型,分析了小叶杨在不同冠层高度下的光合特性、水势、δ¹³C等的变化特征;沙蒿在干旱控制条件下的水分来源变化特征;柠条和沙蒿在不同月份的水分利用策略。得到主要结论如下:（1）小叶杨叶片光合参数Pn、Gs、Ci、Tr随冠层高度的增加呈下降趋势,叶片δ¹³C值随着冠层高度的增加而增加,并且δ¹³C值与光合参数之间相关性也增强。δ¹³C值表征的冠层上部叶片的水分利用效率高于下部叶片,叶水势随冠层高度变化表现为降低的趋势,随冠层高度增加小叶杨受到水分胁迫越强,验证了小叶杨树高的水力限制假说的存在。（2）自然条件下,沙蒿表层（0¹0 cm）土壤含水量和稳定性同位素组成值波动较大,而在干旱控制条件下较稳定。其中,自然条件下表层土壤含水量变化范围为0.97%⁴.48%;干旱控制15 d³6 d,表层土壤含水量变化范围为1.23%¹.47%,表明自然条件下表层土壤受蒸发和降雨的影响较大;土壤水中δD值和δ¹⁸O值明显偏离当地大气降水线,土壤水经历了蒸发分馏作用,而两种水分条件下的土壤蒸发线斜率有所差异,表明干旱条件下的土壤水所经历的蒸发分馏程度较自然条件大。（3）自然条件下,沙蒿在降雨较少的8月7日主要利用60¹00 cm的土壤水,而到了9月27日小降雨事件较多补充了0³0 cm的土壤水,沙蒿开始利用0³0 cm的土壤水。干旱控制条件下,沙蒿根系吸水深度随土壤水分条件的变化而发生转变,干旱控制36 d时,沙蒿主要利用80¹00 cm的土壤水。这表明沙蒿根系能积极响应水分条件的亏缺,具有较强的可塑性,这有利于其适应水分胁迫。（4）柠条和沙蒿在不同月份下的水分来源有所差异,在5月份柠条主要利用60¹00cm的土壤水,而沙蒿主要利用10³0 cm的土壤水并且各土层之间水分利用比例相差不大;6月份降雨量比5月份有所增加,降雨补给的0⁶0 cm土壤水也明显增加,柠条对0⁶0 cm土壤水利用比例增加,沙蒿对土壤水分的响应较为敏感,因此对0³0 cm土壤水利用比例迅速增加;从7月到9月柠条和沙蒿利用的主要水源相似,分别利用30⁶0 cm、0¹0 cm和0¹0 cm的土壤水,柠条和沙蒿对这几个水源的利用率分别为68.4%、49.1%、75.3%和66.1%、43.3%、95.0%。（5）柠条和沙蒿光合生理指标在观测期内（5⁹月）基本表现出相似的变化规律,在降雨量较少的5月和6月处于较低的水平,而在降雨较多的8月份处于较高的水平,9月份进入生长后期各光合生理指标有所下降。柠条的具有低光合速率、低蒸腾速率、高瞬时水分利用效率的特点,为耐旱型水分利用策略。沙蒿具有高光合速率、高蒸腾速率、低水分利用效率和较高的叶片含水量特点,为避旱型利用策略。柠条在各个月份的瞬时水分利用效率较为稳定而沙蒿在各月份的瞬时水分利用效率变化较大,表明沙蒿对干旱的响应更为敏感。柠条的叶片δ¹³C值在-28.55‰^-26.09‰之间波动,均值为-27.2 5‰,沙蒿叶片δ¹³C值在-29.31‰^-28.09‰之间波动,均值为-28.74‰。降雨较少的5月和6月两种植物δ¹³C值都较大,而随着降雨的增大δ¹³C值变小,各个月份柠条叶片δ¹³C值均大于沙蒿叶片的δ¹³C值,表明柠条的长期水分利用效率高于沙蒿。