陆表蒸散发是流域生态水文循环中的重要过程，主要包括土壤蒸发、植物蒸腾和水面蒸发。研究表明，陆表降水，60％又以蒸散发的形式返回到大气中。然而，蒸散发对流域生态水文循环的影响并不清楚。所以，蒸散发过程的研究对于充分理解流域水文循环和生态水文十分重要。传统的研究方法主要有蒸渗仪和能量平衡等方法。但是这些方法受操作手段和输入参数的影响较大，在偏远的地区，比如青藏高原，难以实施。水中氢氧稳定同位素(δ18O，δD)是研究生态水文过程的重要工具，目前已经被广泛地应用到全球生态水文循环研究中。本文通过在青藏高原中部那曲河流域开展降水、河水、湖水、地下水、大气水汽、土壤水、植物茎水和叶片水等同位素的观测，研究了那曲地区土壤水运动特征以及植物水分利用策略;蒸腾占蒸散发比率(T/ET)的变化特征及其控制因素;错那湖湖水水量平衡特征。本论文揭示了那曲河流域陆表蒸散发过程，提升了对流域生态水文循环的认识。对于目前固体样品同位素测量的瓶颈，本文还发展了新的测试技术和校正方案，以提高在线抽提和测量系统(IM-CRDS)的测量效率及其准确性。　　论文取得的主要结果如下:　　(1)本文建立了一套在线测量土壤水和植物水等固体样品同位素的技术方法，并评估了记忆效应、水量效应、滤纸材质和有机物对IM-CRDS测量结果的影响。实验同时检测到δ18O和δD的记忆效应，其中δD的记忆效应更强。提出了记忆效应的校正算法“多级跳跃法”。校正后，野外数据重复样之间的标准差显著降低。水量大于3μL时，测量结果对水量有轻微的依赖性，建立的同位素-水量关系对实验室数据校正效果较好，而野外数据由于空间异质性校正效果不明显。IM-CRDS更适用于直接测量野外样品，如果测量提前抽提过的液态叶片水时，可能会造成光谱干扰，需要二次校正。纤维素滤纸对测量结果有影响，不适合作为载体校正野外样品。　　(2)揭示了那曲地区土壤水同位素随深度的变化特征并分析了其水文学意义。那曲地区土壤水和植物茎水同位素明显偏离局地大气降水线(LMWL)，表明受蒸发作用的影响。20-35cm土壤水同位素最富集，20cm以上土壤水同位素受降水影响明显，变化剧烈。50cm以下比较稳定，接近地下水同位素。植物茎和叶片水同位素受降水影响，且变化一致，后者比前者富集约5.0-7.5‰。土壤水同位素分层明显，表明那曲土壤水主要以活塞流形式下渗，部分时期存在优先流。　　(3)揭示了那曲和阿里地区夏季植被土壤水利用规律，发现那曲高山嵩草主要利用30cm以上表层土壤水，阿里青藏苔草主要利用30-70cm土壤水。通常认为利用深层土壤水的植被对干旱不敏感。虽然阿里植被利用深层土壤水，但是卫星归一化植被指数(NDVI)数据显示阿里青藏苔草对干旱更为敏感。阿里地区生长季NDVI与降水有显著的相关性，而那曲则不显著，这是因为干旱地区植被对降水依赖性更强，降水的波动导致植被的生长状况变化很大。　　(4)通过同位素方法估算了那曲站T/ET。观测期间δT、δET和δE3个同位素季节波动较大，主要受降水同位素的影响。日平均T/ET变化范围为0.15-0.73，平均值为0.45。T/ET主要受叶面积指数(LAI)和表层土壤含水量(Swc)控制。T/ET日内变化明显，下午13:00-14:00达到最大，主要受太阳辐射、气温和比湿控制。腔室大小对测量结果影响很小，δ18O和δD计算结果较为一致。青藏高原地区T/ET从东部边缘向内部递减。除了LAI，Swc也是控制T/ET变化的重要因子。　　(5)通过湖水d-excess，揭示了那曲河上游错那湖的水循环过程，结果显示2011-2013年错那湖蒸发流入比率(E/I)变化范围为0.24-0.27。错那湖湖水d-excess和δ18O季节变化不明显，但夏季波动强烈。湖水d-excess远低于降水d-excess，且δD-δ18O关系图中湖水落在了LMWL的右侧，表明湖水明显受蒸发作用的影响。相对于水-汽平衡法估算的大气水汽同位素，野外实测的水汽同位素提高了E/I比率计算的准确性。缺少实测数据时，校正系数法是估算水汽同位素的首选。分别基于d-excess和δ18O计算的E/I比率具有很好的一致性。由于Rayleigh分馏模型不能准确地模拟蒸发水体同位素的富集过程，所以其估算的湖泊E/I比率可能会造成偏差，特别是严重低估蒸发强烈的湖泊的E/I比率。由于青藏高原地区降水主要集中于夏季，所以夏季采集的湖水样品由于受降水影响其同位素值不能很好的代表湖水的平均状态，通过对比发现10月份采集的湖水样品最具代表性。