水是地球上最豐富的天然資源之一，它是所有生物體的基本需求。水在地球上循環(huán)的過(guò)程中，植物水分吸收與蒸騰演繹著(zhù)重要的角色。植物通過(guò)根系吸收水分，并將水分輸送到植物的各個(gè)部位。植物通過(guò)蒸騰作用釋放水分到大氣中，形成了大氣中的水蒸氣。
植物水分的來(lái)源和分配是植物生長(cháng)和發(fā)育過(guò)程中的重要環(huán)節，也是相關(guān)科研的重點(diǎn)，水同位素技術(shù)成為科研過(guò)程中十分重要的一種科研手段。今天推薦給大家的優(yōu)秀文章與此相關(guān)。
利用同位素技術(shù)解析植物水分來(lái)源的不確定性
因為蒸騰占據了61%-65%的陸地生態(tài)系統蒸散量，植物水分吸收在全球水循環(huán)中發(fā)揮著(zhù)重要作用。植物是土壤和大氣水文過(guò)程的紐帶，這就是實(shí)施植物恢復可以改善區域環(huán)境的原因之一。在此背景下，研究植物水源劃分為如何提高植被生產(chǎn)力和水資源可持續管理提供重要信息。因為植物和環(huán)境條件相互作用，水分吸收是一個(gè)復雜的過(guò)程，這使得植物水源分配變得復雜。近幾十年來(lái)，同位素廣泛應用于植物水源劃分，因為它可以標記不同水源，且激光光譜技術(shù)使其測量更容易。然而，植物水分來(lái)源解析存在很大的不確定性（如示蹤劑選擇、修正方法及混合模型選擇）。
基于此，來(lái)自西北農林科技大學(xué)的研究團隊以陜西省長(cháng)武黃土塬區蘋(píng)果樹(shù)（18和26年樹(shù)齡）為研究對象，在6月至10月的生長(cháng)季節，每月采集0~6 m（20 cm間隔）的土壤樣品及土壤采樣點(diǎn)周?chē)目锰O(píng)果樹(shù)的1年生枝條（n=50），快速剝離樹(shù)皮和韌皮部以避免同位素分餾。同時(shí)收集降水。利用全自動(dòng)真空冷凝抽提系統（LI-2100，北京理加聯(lián)合科技有限公司）提取植物和土壤中的水分，并利用水同位素分析儀測定水體δ2H、δ17O、δ18O值?？紤]示蹤劑、修正方法和混合模型的不確定性，選擇4種示蹤劑（2H、3H、18O、17O），2種木質(zhì)部水同位素修正方法（2H-SWexcess和2H-SRWC)和4種混合模型（IsoSource、SIAR、MixSIR和MixSIAR），產(chǎn)生124種組合后，量化了不同來(lái)源的不確定性。
植物水源劃分的不確定性分析框架。(a)考慮的不確定性因素；(b)不確定性分析；(c)方法優(yōu)化。
本研究創(chuàng )新點(diǎn)
（a）量化每個(gè)不確定性成分對總不確定性的貢獻，以確定影響植物水源分配準確性的主導因素；
（b）為研究植物水源分配選擇適當方法提供了框架。該研究為評估和選擇植物水源分配方法提供了技術(shù)支持，并有助于更好地了解植物水分利用機制。
2020年降水(a)、木質(zhì)部水(b)和土壤水(c、d)同位素組成的季節變化。
(a,b)分別為不同月和不同土壤深度的植物水源劃分的總體不確定性。(c) 總體不確定性的細目分類(lèi)，以及10月份和0-1 m土層的不確定性。M、T和B分別代表混合模型、示蹤劑和校正方法。
2020年生長(cháng)季（a）18年生和（b）26年生蘋(píng)果樹(shù)不同層土壤水對木質(zhì)部水分的相對貢獻（采用2H18O與MixSIAR模型最佳組合）。
研究結論
本研究探討了植物水分來(lái)源的不確定性及方法優(yōu)化，其至關(guān)重要，但尚未得到廣泛研究。以黃土高原的蘋(píng)果樹(shù)為例，發(fā)現混合模型、示蹤劑及二者相互作用分別解釋了37%、28%和27%的不確定性，而木質(zhì)部水同位素修正方法僅占總不確定性的2%?；诖?，推薦了最優(yōu)的示蹤劑和混合模型組合（2H18O+MixSIAR）量化植物水源。這些結果為植物水分來(lái)源解析提供了重要的方法支撐。