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水分是干旱地区植物生长的关键限制因子。小叶杨（Populus simonii）是河北省张北县典型的防护林树种,发挥了重要的生态屏障作用。为了揭示近年来该地区小叶杨出现大面积衰退的原因和机制,本研究利用稳定同位素技术,结合图解法和多元线性混合模型,分析了张北县4种不同退化程度（未退化、轻度退化、中度退化和重度退化）小叶杨在不同时期的水分来源和水分利用策略,为坝上高原地区植被恢复与重建提供科学参考。本文的主要研究结果如下:（1）小叶杨根系在土壤中呈“伞”状分布,其根系在纵向和横向舒展240 cm和200 cm;小叶杨根系形态结构呈“二态”结构,能灵活吸收不同层次土壤水;土壤含水量和土壤同位素值与退化程度呈反比,同位素分馏效应显著;随退化程度的加重,小叶杨水分来源逐渐从深层土壤水向表层土壤水转移。（2）在整个生长季,不同退化程度小叶杨水分来源有明显的差异。未退化小叶杨5月水分来源较单一,主要水分来源为0～40 cm层的土壤水;6月吸水来源增多,对80～200 cm土壤水的利用率增大,主要水分来源为0～40 cm、40～80cm和80～120 cm层的土壤水;7月（即生长旺季）,需水量增多,吸水来源也增多,吸水层位下移,主要水分来源为120～200 cm、200～280 cm和280～400 cm层的土壤水;8月主要水分来源为120～200 cm和200～280 cm层的土壤水;9月开始进入生长后期,植物生长需求量也减少,水分来源较生长旺季单一,主要水分来源为120～200 cm和200～280 cm层的土壤水;10月主要水分来源为200～280 cm层的土壤水。轻度退化小叶杨5月主要水分来源为0～40 cm层的土壤水;6月主要水分来源为0～40 cm层的土壤水;7月主要水分来源较多,为120～200cm、200～280 cm和280～400 cm层的土壤水;8月主要水分来源为80～120 cm、120～200cm和200～280 cm层的土壤水;9月小叶杨逐渐进入生长末期,主要水分来源为80～120 cm层的土壤水,同时地下水也是主要的吸收来源;10月主要水分来源为200～280 cm和280～400 cm层的土壤水。中度退化小叶杨较未退化和轻度退化小叶杨水分来源简单,对深层土壤水的利用率减少,5—9月主要水分来源为0～40 cm层的土壤水,10月主要吸水来源为40～80 cm层的土壤水。重度退化退化小叶杨整个生长季中,水分来源稳定（0～40 cm）,基本没有变化。（3）随着退化程度的加重小叶杨BAI逐渐减少,δ13C值逐渐增大,同位素分馏作用越明显,i WUE越大;i WUE与降水、温度、相对湿度等环境因素相关性差异显著,其中与温度存在显著的正相关关系,与相对湿度的相关性最不显著。（4）树木水分利用模式的差异是因为树木水分来源和树木水分利用效率的不同。不同退化程度下小叶杨水分来源发生了显著的变化,在整个生长季未退化和轻度退化小叶杨水分来源从浅层土壤水向深层土壤水转移再转向浅层土壤水,并且水分利用效率较低;中度退化小叶杨整个生长季水分来源简单,对深层土壤水的利用率减少,水分利用效率较未退化小叶杨高;重度退化小叶杨水分来源稳定,且吸水深度最浅（0～40 cm）层的土壤水,水分利用效率最高。