非降雨水作为干旱区重要的补充水源，是连接大气和陆地生物圈的纽带，其形成和利用可以调节大气、植物和土壤水的同位素变化特征。当前稳定同位素技术已广泛应用于雾水的研究，但在其他非降雨水研究中的应用较少，非降雨水与其他水分的同位素关系及变化特征尚不清楚。非降雨水对干旱沙区荒漠植物水源的贡献率，以及植物如何吸收和分配非降雨水，这些问题仍有待解决。
本研究分析了荒漠人工固沙植被区降雨、非降雨水、大气水汽、植物水和土壤水分的同位素变化及相互作用特征。结果表明，气温是影响降雨、非降雨水和大气水汽同位素变化的关键气象因子；水分的同位素组成变化也受降雨和非降雨水量的影响，随其数量的增加而减少。非降雨水线接近当地大气水线，两者具有相似的水分来源，且非降雨水参与了当地的水循环过程，不同的水汽来源和局地蒸散发导致降雨的d-excess值呈现时间波动特征。非降雨水、大气水、植物水和土壤水均具有较高的d-excess值，蒸散发是该地区不同水分的重要来源。非降雨水是半灌木油蒿（Artemisia ordosica）叶片水的补充水源，叶片吸水是油蒿在非降雨条件下适应干旱环境的重要生存机制。非降雨水对油蒿木质部水分的贡献率为8~16%，且降雨量越少，贡献率越高。
通过不同水分同位素变化特征的研究，能够更好地了解干旱沙区不同水分的相关性，确定非降雨水对荒漠植被的生态贡献。有关非降雨水同位素信息的研究也有利于提高旱地对全球气候变化响应模型的精度。该成果以“Isotope variations and interrelationship characteristics of different water reservoirs during non-rainfall events in revegetation desert area, northwest China”为题发表在水文学领域TOP期刊Journal of Hydrology上。沙坡头站潘颜霞副研究员为论文第一和共同通讯作者。该研究得到了中国科学院战略性先导科技专项（XDA23060202）和甘肃省自然科学基金（21JR7RA049）等项目的资助。