檸條木是一種對水分需求較高的植物，它對土壤中的水分量非常敏感。而土壤有效水分和根系分布對檸條木質(zhì)部水分有著(zhù)重要的影響。
當土壤中的有效水分不足時(shí)，檸條木的木質(zhì)部水分會(huì )受到影響，導致植物生長(cháng)緩慢甚至停滯。檸條木的根系通常較為發(fā)達，能夠深入土壤中尋找水分。如果根系分布廣泛且深入，那么檸條木就能夠吸收到更多的水分，從而保持木質(zhì)部的水分平衡。因此，保持土壤中的適當水分對于檸條木的生長(cháng)至關(guān)重要。
下面這篇相關(guān)論文，我們來(lái)一探究竟。
土壤有效水分與根系分布的協(xié)調改變了檸條的水源分配
穩定同位素已被廣泛應用于根系水分吸收(RWU)的鑒定，通過(guò)將潛在水源分類(lèi)為不同的端元，并評估其對木質(zhì)部水分的貢獻。然而，估計端元(主要是土層)的貢獻通常僅基于土壤水同位素的變化。土壤有效水分和根系分布是RWU的關(guān)鍵限制因子，但在水源分配中很少考慮。
基于土壤水分同位素平均值、土壤有效含水量(AWC)和根重密度(RWD)加權值，比較了不同土層對檸條RWU的相對貢獻。我們使用三種貝葉斯混合模型(SIAR, simmr和MixSIAR)在三個(gè)不同土壤水條件的地點(diǎn)獲得了這些值(分別為平均值和加權貢獻)。我們計算了平均和加權貢獻(DC)的差異以及DC絕對值的累積(AADC)，以分析它們之間的差異及其與AWC和RWD的關(guān)系。加權和平均貢獻因地點(diǎn)和模型而異。我們得到以下AADC值:站點(diǎn)1-3使用SIAR分別為27.8%和11%;使用simmr的比例分別為39%、13%和14%;使用MixSIAR的比例分別為68%、40%和25%。我們發(fā)現，當AWC≤6%時(shí)，DC與RWD呈顯著(zhù)相關(guān)，當AWC > 6%時(shí)，DC與AWC呈顯著(zhù)相關(guān)，說(shuō)明RWD對DC的影響取決于土壤水分條件?；谖覀兊难芯拷Y果，AWC和RWD加權的端元改變了相對于非加權端元的水源分配比例，而影響的程度與所使用的模型有關(guān)。因此，我們建議在使用δ2H和δ18O劃分植物水源時(shí)，仔細考慮端元同位素的特征和模型選擇。
研究區域
中國黃土高原北部六道溝小流域 (38°46′-38°51′N(xiāo), 110°21′-110°23′E)
所用儀器設備
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）
【結果】
圖1 樣地1-3土層 0-300 cm土壤水分δ2H值和δ18O值聚類(lèi)分析結果。
圖2 樣地1-3雙同位素空間圖
圖3 基于SIAR、simmr和MixSIAR模型，樣地1-3的每個(gè)潛在水源的相對貢獻（平均值±SD）?！癕onth_m”和“Month_w”分別指每月的均值貢獻率和加權貢獻率。
圖4基于SIAR（A–C）、simmr（D–F）和MixSIAR（G–I）模型，平均貢獻率和加權貢獻率之間差異的絕對值的累積值。面板A、D和G顯示樣地1的結果，面板B、E和H顯示樣地2的結果，以及面板C、F和I顯示樣地3的結果。
圖5 基于SIAR（A和D）、simmr（B和E）和MixSIAR（C和F）模型，平均貢獻和加權貢獻（DC）之間的差異與AWC（上圖）和RWD（下圖）之間的關(guān)系。
圖6 基于三種混合模型（SIAR、simmr和MixSIAR）分別獲得的平均貢獻率和加權貢獻率計算的PW-excess的比較。
【結論】
在本研究中，我們利用所有潛在土壤水源的平均同位素比率和RWD和AWC加權值，結合3種貝葉斯混合模型(SIAR、simmr和MixSIAR)，評估了末端成員對檸條木質(zhì)部水分的貢獻，并表征了植物的RWU深度。結果表明，在土壤水分條件和模型輸出之間，平均貢獻和加權貢獻之間的差異有所不同。與使用加權貢獻相比，使用平均貢獻導致對干旱條件下植物深層土壤水分利用的估計較低。與其他兩種模型相比，MixSIAR對AWC和RWD的變化更為敏感。盡管貢獻存在差異，但我們確定無(wú)論模型如何，兩種方法的性能都是相似的，這可能是由于使用了貝葉斯算法。然而，考慮到我們在樣地1和樣地2和3的某些月份觀(guān)察到的平均和加權貢獻之間的明顯差異，以及土壤含水量和根系分布對RWU的重要性，我們建議在使用同位素方法識別植物水源時(shí)應考慮AWC和RWD對RWU的影響。
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