自然降水是干旱、半干旱地区荒漠植物重要的水分来源。为了说明自然降水量的变化对干旱、半干旱地区荒漠植物水分利用策略的影响,研究了两种常见荒漠植物油蒿(Artemisia ordosica)和白刺(Nitrariata ngutorum)在3个不同自然降水地区(内蒙古的杭锦旗和磴口县及甘肃的民勤县)的水分来源、水分利用效率及植物的抗逆能力的变化。测定了不同地区的植物茎水、各潜在水源(降水、地下水和土壤水)的δD和δ18O值,并利用IsoSource模型分析了这两种植物在不同地区对这些潜在水源的选择性利用情况;同时测定了叶片的δ13C和游离脯氨酸浓度。结果表明:在年降水量最高的杭锦旗,这两种植物对浅层土壤水的利用比例最高,其中油蒿主要利用0–50cm土层中的水源;在年降水量相对较低的磴口和民勤,植物利用的主要水源为深层土壤水和地下水。随着年降水量的增加,这两种植物的水分利用效率逐渐降低。白刺的脯氨酸浓度大于油蒿,与水分利用效率无关,但油蒿的水分利用效率和脯氨酸浓度成正比。研究表明,荒漠植物能通过改变其水分利用策略和其他生理特性适应自然降水量的变化,但不同植物种采用的策略可能有所不同。