稳定同位素对环境变化响应十分敏感,已经被广泛应用于气候学、生态学、自然地理学、水文学和其它领域研究中。大气降水是地球上水循环过程的重要环节,对降水中的氢氧同位素进行研究有助于深入了解水循环过程。石羊河流域的上游地区和中下游地区自然环境差异较大,因而降水同位素变化也存在差异。为明确石羊河流域不同区域的降水氢氧同位素组成特征差异,本文基于2017年6月至2019年5月在石羊河流域上游地区3个采样点和中下游地区4个采样点采集的547个降水样品和相应的气象资料,对石羊河流域上游山区与中下游绿洲区和荒漠区的降水氢氧同位素组成进行对比分析,并结合HYSPLIT模型探讨水汽来源,得出以下主要结论:（1）石羊河流域降水中δ¹⁸O值表现出明显的夏秋高、冬春低的季节性变化特征,d-excess总体上变化趋势与δ¹⁸O季节变化趋势相反。中下游地区年降水量加权平均δ¹⁸O值高于上游地区。石羊河流域地方大气降水方程为:δD=7.6δ¹⁸O+7.3;上游地方大气降水方程为:δD=7.8δ¹⁸O+9.9;中下游地方大气降水方程为:δD=7.2δ¹⁸O+2.6,中下游地区的地方大气降水线斜率与截距小于上游地区。（2）石羊河流域降水氢氧同位素表现出明显的温度效应,各采样点的δ¹⁸O与温度为正相关。上游地区在所有温度条件下降水同位素皆表现出温度效应,但T<8℃时的温度效应比T>8℃时更显著;中下游地区的温度效应在T>0℃条件下有体现,且当0℃18O下降0.22‰,冷季的高程效应体现比暖季更明显。上游地区仅在暖季体现出较低水平的高程效应。中下游地区存在高程效应,海拔每升高100m,δ¹⁸O下降0.38‰,冷季的高程效应体现比暖季明显。（5）流域降水水汽主要来源于西风环流,北方和东南方向来的水汽对流域降水贡献较小,西南方向来的水汽对流域降水的贡献几乎可以忽略。由西北方向进入流域的水汽主要来自北大西洋海域、欧洲大陆高纬地区或中亚地区;北方方向水汽主要来自西伯利亚大陆蒸发;西南方向水汽可能来自于印度洋水汽团或西部来的水汽气团遇地形阻挡而转向的水汽团;东南方向来的水汽来自于太平洋,主要在夏秋季节由东南季风向内陆输送。