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细裂叶莲蒿（Artemisia gmelinii）是黄土高原农地退耕后长期存在的天然植物群落优势种。柠条锦鸡儿（Caragana korshinskii）灌丛是黄土高原防治水土流失的主要人工群落类型。研究它们的水分利用策略对评价气候暖干化趋势下黄土高原生态建设可持续性具有重要意义。该研究以退耕7年的天然草地细裂叶莲蒿群落、退耕30年的天然草地细裂叶莲蒿群落和退耕30年的人工灌木林柠条锦鸡儿群落为研究对象,采用氧稳定同位素比率(δ18O)技术研究其对不同土层土壤水分利用的季节性变化,通过MixSIR模型量化各土层土壤水分利用的贡献。结果表明:（1）土壤含水量的变化一方面受气候如降雨、蒸发影响,一方面受植物生长状况影响,各样地土壤含水率随季节变化趋势不同。退耕30年的人工灌木林柠条锦鸡儿样地土壤含水率整体低于退耕7年和30年的细裂叶莲蒿样地。总体而言,在采样日期内各样地土壤剖面土壤含水率在0–40 cm土层变化明显。（2）土壤水δ18O在0–10 cm土层蒸发富集明显,随着土层的增加,土壤水δ18O逐渐接近一个稳定值-7.47‰。植物茎水氧同位素值随植物种类、采样日期而变化。（3）随着季节变化,退耕7年的天然草地细裂叶莲蒿和退耕30年的人工灌木林柠条锦鸡儿植物水分来源可在不同土层之间较为灵活地转换,当浅层（0–40 m）土壤水可利用时,植物主要利用40 cm以上的土壤水分;当浅层土壤干燥时,主要吸收40–80 cm土层土壤的水分。退耕30年天然草地中细裂叶莲蒿主要依赖于0–10 cm表层土壤的水分。这表明在未来极端干旱事件发生频率增大的情况下,退耕7年的天然草地细裂叶莲蒿和退耕30年的人工灌木林柠条锦鸡儿具有更大的生存优势,而退耕30年的天然草地细裂叶莲蒿受干旱等极端天气影响更为严重。（4）相比IsoSource模型,MixSIR模型考虑了不确定性分析,干旱半干旱地区土壤水异质性大,使用MixSIR模型结果更精确。模型的不确定性输入对结果有很大影响,增加采样重复,增大采样频率也有利于提高模型输出结果的精确性。