多枝柽柳（Tamarix ramosissima）灌丛是石羊河下游防风固沙林的重要组成，对绿洲免受风沙灾害侵袭发挥着关键作用。由于区域水文环境的恶化，多枝柽柳灌丛大面积退化死亡，亟需人工恢复，但其季节水分来源尚不清楚。为此，基于氢氧稳定同位素示踪技术，运用IsoSource模型，定量分析了不同衰退程度多枝柽柳灌丛的水分利用策略。结果表明：2016年石羊河下游降雨以小于5 mm小降雨事件为主，降雨氧稳定同位素值(δ18O)的季节效应明显。降水线方程为氢稳定同位素氘值δD=6.46δ18O-5.11,R~2=0.87。整体上，不同衰退程度多枝柽柳灌丛土壤水分在夏季较低，秋季略为恢复。由于衰退程度越严重蒸腾耗水越低，生长季多枝柽柳灌丛土壤水分大小排序为重度（3.48%）＞极重度（2.69%）＞中度（1.97%）＞轻度（1.87%）。降雨与土壤水δD的变化关系分析表明，6—10月降雨对衰退多枝柽柳灌丛土壤水补给贡献较大。土壤水、降水、地下水是不同退化程度多枝柽柳灌丛的潜在水源。受春季蒸发损失小，冠层截留少，以及土壤生物结皮的综合影响，不同衰退阶段多枝柽柳春季对降水的平均利用比例达40.63%,大小排序为重度衰退（58.5%）＞中度衰退（41.7%）＞轻度衰退（39.3%）＞极重度衰退（23%）。春季到秋季衰退多枝柽柳灌丛趋向于利用可靠的深层地下水。随生境水分可获得性的变化，不同衰退程度多枝柽柳选择性利用降雨、土壤水、地下水。虽然能勉强维持生存，但石羊河下游衰退多枝柽柳灌丛有被红砂（Reaumuria soongarica）等超耐旱小灌木替代的趋势。建议干旱区人工植被建设应以水定绿，灌草结合，少选择乔木、大灌木等高耗水植物种作为固沙造林树种。