本研究以风蚀水蚀区典型灌木柠条和沙柳为研究对象,围绕柠条和沙柳的水分来源和水分利用效率,利用稳定性同位素技术,分析了不同季节柠条和沙柳的水分来源,测定了整个生长季柠条和沙柳的瞬时水分利用效率和长期水分利用效率,探讨了气象因素和植物自身生理因素对水分利用效率的影响,获得如下主要结论:柠条和沙柳在旱季和雨季水分利用策略均不同。旱季均利用深层土壤水分,其中柠条对40⁸0cm土层水分的利用率达48.1%,沙柳对40⁸0cm土层水分的利用率达49%。雨季两种植物对各层次土壤水分的利用发生了明显的变化,表现为减少对深层土壤水分的利用,更倾向于利用浅层土壤水分,其中柠条更多的利用表层0¹0cm和浅层10⁴0cm的土壤水分,利用率约57.5%;沙柳利用浅层10⁴0cm的土壤水,利用比例达76%。利用非直角双曲线模型对不同季节柠条和沙柳的光合特征参数进行拟合,结果显示:两种灌木的光响应特征参数Pnmax、α和Rd在旱季小于雨季。柠条对弱光（LCP）和强光（LSP）的利用能力在雨季均小于旱季;沙柳对弱光（LCP）的利用能力在旱季和雨季相差不大,而利用强光（LSP）的能力在雨季大于旱季,即整体对光能的利用范围发生了变化,越是在旱季,光能利用范围越窄。旱季和雨季两种灌木的光合速率（Pn）和蒸腾速率（Tr）均随着光强的增加而增大,但Pn和Tr增加的幅度不同,导致WUE随着光强的增加先增加而后保持不变,且旱季两种灌木的WUE大于雨季。通过测定柠条和沙柳在生长季5-9月的光合特征参数表明:柠条叶片光合速率日变化在5月变化平缓,6月和9月呈双峰曲线,7月和8月呈单峰曲线。沙柳叶片光合速率日变化曲线在5月和6月呈单峰型,7-9月呈双峰型。柠条蒸腾速率日变化在5月呈双峰曲线,在6-9月呈单峰曲线。沙柳蒸腾速率日变化在5月变化平缓;6、8和9月为单峰曲线,7月为双峰曲线。光照强度、气孔导度和胞间CO₂浓度是影响柠条和沙柳光合、蒸腾速率的主要因子。两种灌木的水分利用效率日变化曲线基本呈“V”型,在中午13:00达到最小值。水分利用效率大小为:柠条8月（3.55μmol·mmol-1）>9月（3.31μmol·mmol-1）>5月（2.72μmol·mmol-1）>7月（2.65μmol·mmol-1）>6月（2.34μmol·mmol-1）;沙柳7月（2.58μmol·mmol-1）>5月（2.49μmol·mmol-1）>8月（2.38μmol·mmol-1）>9月（2.37μmol·mmol-1）>6月（2.28μmol·mmol-1）。在整个生长季,柠条叶片δ¹³C值在-29.60±0.90‰^-24.93±0.92‰之间,平均值为-27.08‰;沙柳δ¹³C值变化范围-28.28±0.45‰^-26.65±0.17‰,平均值为-27.40‰。说明柠条和沙柳属于C3植物。两灌木叶片δ¹³C值的季节变化模式呈现总体下降的趋势。水分利用效率也呈整体下降趋势,柠条水分利用效率最高值出现在5月为2.70μmol·mmol-1,而后不断降低,7月达到最低值为0.75μmol·mmol-1,7月至8月柠条水分利用效率有所升高,但差异不显著。沙柳水分利用效率在5月达到最高（2.12μmol·mmol-1）,然后逐渐降低,在9月达到最小值（0.63μmol·mmol-1）。在生长季柠条的水分利用效率略高于沙柳。柠条和沙柳叶片δ¹³C值与降水量和温度不相关,与叶片营养元素P、K不相关;与叶片营养元素N呈极显著负相关,与叶片含水量呈显著负相关。