傳統上通過(guò)挖掘根系來(lái)確定植被的空間分布，在一些生態(tài)系統如熱帶森林中該種方法是具有破壞性的、耗時(shí)性的以及不切實(shí)際性的（Meinzer et al. 2001），而且僅在土壤剖面給定深度存在根系并不一定是確定其對總吸收量相對貢獻的可靠指標，因為并不是所有的根系都具有吸收水分和養分的功能（Ehleringer and Dawson 1992）。因此，傳統的方法是不可取的。隨著(zhù)同位素技術(shù)的不斷發(fā)展，氫氧穩定同位素已成為確定植物水分利用模式的有用工具（Ehleringer and Dawson 1992; Brunel et al. 1995）。植物的水分來(lái)源主要為降水、土壤水、地表徑流水以及地下水（Duan et al. 2008）。降雨是地球上一切水資源的根本來(lái)源，在其降落和循環(huán)過(guò)程中，會(huì )產(chǎn)生蒸發(fā)、凝聚、滲透等一系列物理化學(xué)過(guò)程的變化，這就導致不同水源具有不同的δD和δ18O。而植物在吸收土壤水分過(guò)程中，水分從根系到木質(zhì)部的運輸過(guò)程中不會(huì )發(fā)生同位素的分餾（White et al. 1985; Dawson and Ehleringer 1991; Dawson and Ehleringer 1993; Walker and Richardson 1991）（注；抗旱和耐鹽性木本植物根系吸水過(guò)程中可能會(huì )發(fā)生氫同位素分餾），這是利用氫氧穩定同位素技術(shù)確定植物水分來(lái)源及貢獻率的理論基礎。因此可以利用莖木質(zhì)部δD和δ18O的測量值來(lái)反映植物所吸收水分的同位素信息（Ehleringer et al. 1991）。
1 應用案例
已有很多學(xué)者基于LI-2100全自動(dòng)真空冷凝抽提系統和LGR液態(tài)水同位素分析儀開(kāi)展了許多相關(guān)研究。周盼盼等（2016）在蘭州城區分析了常綠植物側柏（Platycladus orientalis）、大葉黃楊（Buxus megistophylla）以及落葉植物國槐（Sophora japonica）、連翹（Forsythia suspensa）葉片和木質(zhì)部水穩定氫氧同位素的時(shí)間和空間變化，并探討了其對周?chē)h(huán)境（氣溫、風(fēng)速、相對濕度以及氣壓）變化的敏感程度，為城市綠化植物水分利用策略的認識以及植被建設提供理論依據。Qiu等（2016）分析研究了青藏高原西北部祁連山各種水體（河水、地下水、土壤水以及植物水）的δD和δ18O，旨在了解其同位素的空間分布以及相關(guān)的水文過(guò)程。Wang等（2017）基于氫氧穩定同位素并結合MixSIAR模型研究了黃土高原半干旱區代表植物本氏針茅（Stipa bungeana），細裂葉蓮蒿（Artemisia gmelinii）以及黃荊（Vitex negundo）水分利用模式的季節性變化，結果發(fā)現黃荊具有更大程度的生態(tài)可塑性，源于干旱脅迫增加時(shí)可從深層土壤中汲取水分。Li（2019）研究了黑河流域荒漠河岸生態(tài)系統中兩個(gè)主要的建群種胡楊林（Populus euphratica）和多枝檉柳（Tamarix ramosissima）的水分利用格局以及對地下水深度波動(dòng)的生理生態(tài)響應。為確定黑河流域下游荒漠河岸地區最佳生態(tài)需水量提供了量化依據。Wang等（2019）以半干旱黃土高原黃荊、白刺花（Sophora viciifolia）（灌木）以及細裂葉蓮蒿（半灌木）三種植物的田間數據為研究對象，比較了兩類(lèi)常用的植物水分吸收方法—線(xiàn)性混合模型（IsoSource）和Bayesian模型（SIAR, MixSIR 和MixSIAR）的差異。結果發(fā)現僅用δD或δ18O來(lái)預測植物水分吸收無(wú)明顯差異，就木本植物而言，SIAR和Mix-SIAR模型植物水分分配結果更好。Wang等（2019）基于氫氧穩定同位素并結合MixSIAR模型研究了黃土高原土莊繡線(xiàn)菊（Spiraea pubescens）（原生灌木）和沙棘（Hippophae rhamnoides）（外來(lái)灌木種）水分利用特征的季節性變化，結果發(fā)現沙棘在水分利用上生態(tài)可塑性更強，這為半干旱生態(tài)系統植被恢復策略提供了有用信息?？偠灾甃I-2100效率和抽提率更高，安全性更好，是氫氧穩定同位素測定前處理的有利工具。
2 產(chǎn)品資料
在測量植物和土壤中水的同位素組成時(shí)，需將其水分無(wú)分餾的提取出來(lái)。LI-2100（如圖1所示）是LICA自主研發(fā)的一款全自動(dòng)真空冷凝抽提系統，且已通過(guò)CE認證（如圖2）它依據超低壓真空蒸餾冷凍原理，采用自動(dòng)化技術(shù)，將樣品中的水分在超低壓的環(huán)境中加熱蒸餾，在低溫環(huán)境中冷凝收集，從根本上解決了植物和土壤水分提取采集的難題，克服了傳統液氮冷卻的繁瑣，不僅可以防止同位素分餾，而且安全且效率高，不會(huì )對植物和土壤造成破壞?？膳c水同位素分析儀配套使用。
2.1?產(chǎn)品性能指標
提取速度：＞110個(gè)/天 ???可同時(shí)提取樣品數：14個(gè)系統真空度：＜1000 Pa
系統漏率：＜1?Pa/s???????抽提率：＞98% ??????????回收率：99%-101% ????
真空泵：5L/min，24V，最大壓力，0.3bar
制冷：無(wú)需液氮，壓縮機與冷阱結合，最低制冷溫度可達-95%
制熱：電磁制熱，最高制熱溫度可達130℃
顯示與操作：TFT LCD（7寸，800*480，65536色），觸摸式人機友好交互界面
自動(dòng)保護：溫度過(guò)高或超出設定溫度值，加熱系統自動(dòng)關(guān)閉
自動(dòng)報警：制冷系統故障提示并報警與真空泄露故障報警
尺寸與重量：90 cm（H）×74 cm（W）×110 cm（D），120 Kg
2.2?安裝案例
3 參考文獻
周盼盼, 張明軍, 王圣杰等. 2016. 蘭州城區綠化植物穩定氫氧同位素特征. 生態(tài)學(xué)雜志, 35(11): 2942-2951.
Brunel JP, Walker GR, KennettSmith AK. 1995. Field validation of isotopic procedures for determining sources of water used by plants in a semi-arid environment. Journal of Hydrology, 167: 351-368.
Dawson TE, Ehleringer JR. 1991. Streamside trees that do not use stream water. Nature, 350: 335–337.
Dawson TE, Ehleringer JR. 1993. Isotopic enrichment of water in the ‘woody’ tissues: Implications for plant water source, water uptake, and other studies which use the stable isotopic composition of cellulose. Geochimica et Cosmochimica Acta, 57(14): 3487–3492.
Duan DY, Ouyang H, Song MH, Hu QW. 2008. Water sources of dominant species in three Alpine ecosystems on the Tibetan Plateau, China. Journal of Integrative Plant Biology, 50(3): 257-264.
Ehleringer JR, Dawson TE. 1992. Water uptake by plants: perspectives from stable isotope composition. Plant Cell and Environment, 15: 1073-1082.
Ehleringer JR, Phillps SL, Schuster WSF, Sandquist DR. 1991. Differential utilization of summer rains by desert plants. Oecologia, 88(3):?430-434.
Li EG, Tong YQ, Huang YM et al. 2019. Responses of two desert riparian species to fluctuatin groundwater depths in hyperarid areas of Northwest China. Ecohydrology, 1-12.
Meinzer FC, Clearwater MJ, Goldstein G. 2001. Water transport in trees: current perspectives, new insights and some controversies. Environmental and Experimental Botany, 45(3): 239-262.
Qiu X, Zhang MJ, Wang SJ. 2016. Preliminary research on hydrogen and oxygen stable isotope characteristics of different water bodies in the Qilian Mountains, northwestern Tibetan Plateau. Environmental Earch Sciences, 75(23):1491.
Walker CD, Richardson SB. 1991. The use of stable isotopes of water in characterizing the source of water in vegetation. Chemical?Geology: Isotope?Geoscience section,?94: 145–158.
Wang J, Lu N, Fu BJ. 2019. Inter-comparison of stable isotope mixing models for determining plant water source partitioning. Science of the Total Environment, 666: 685-693.
Wang J, Fu BJ, Lu N et al. 2017. Seasonal variation in water uptake patterns of three plant species based on stable isotopes in the semi-arid Loess Plateau. Science of the Total Environment, 609: 27-37.
Wang J, Fu BJ, Lu N et al. 2019. Water use characteristics of native and exotic shrub species in the semi-arid Loess Plateau using an isotope technique. Agriculture, Ecosystems and Environment, 276: 55-63.
White JW, Cook ER, Lawrence JR. 1985. The D/H ratios of sap in trees: implications for water sources and tree ring D/H ratios. Geochimica et Cosmochimica Acta,?49(1): 237-246.