水是地(di)球上(shang)最豐(feng)富的(de)天(tian)然資源(yuan)之(zhi)一，它是所有生物(wu)體(ti)的(de)基本(ben)需求。水在地(di)球上(shang)循環的(de)過程中，植(zhi)物(wu)水分吸(xi)收(shou)與(yu)蒸(zheng)(zheng)騰(teng)演繹著重要的(de)角(jiao)色。植(zhi)物(wu)通過根系(xi)吸(xi)收(shou)水分，并將水分輸送到(dao)植(zhi)物(wu)的(de)各(ge)個部位。植(zhi)物(wu)通過蒸(zheng)(zheng)騰(teng)作用釋放(fang)水分到(dao)大氣中，形成了大氣中的(de)水蒸(zheng)(zheng)氣。
植物水(shui)分(fen)的來源(yuan)和分(fen)配是(shi)植物生長和發育過程中的重(zhong)要環節，也(ye)是(shi)相(xiang)關(guan)科(ke)研(yan)的重(zhong)點，水(shui)同位素技(ji)術成為科(ke)研(yan)過程中十(shi)分(fen)重(zhong)要的一種(zhong)科(ke)研(yan)手段。今天推薦(jian)給大家的優秀文章與此相(xiang)關(guan)。
利用同位素技術解析植物水分來源的不確定性
因(yin)為蒸(zheng)騰(teng)占據了61%-65%的(de)(de)陸地生(sheng)態系統(tong)蒸(zheng)散(san)量，植(zhi)(zhi)物水(shui)(shui)(shui)分吸(xi)收在(zai)(zai)全球(qiu)水(shui)(shui)(shui)循環中發(fa)揮(hui)著重要(yao)作用(yong)。植(zhi)(zhi)物是(shi)(shi)土壤(rang)和(he)大氣(qi)水(shui)(shui)(shui)文過程的(de)(de)紐帶，這(zhe)(zhe)就是(shi)(shi)實施植(zhi)(zhi)物恢復可(ke)以改善(shan)區域(yu)環境的(de)(de)原因(yin)之(zhi)一。在(zai)(zai)此背景下，研究植(zhi)(zhi)物水(shui)(shui)(shui)源(yuan)(yuan)劃(hua)分為如何提高植(zhi)(zhi)被(bei)生(sheng)產力和(he)水(shui)(shui)(shui)資源(yuan)(yuan)可(ke)持續(xu)管(guan)理提供(gong)重要(yao)信息。因(yin)為植(zhi)(zhi)物和(he)環境條件相(xiang)互作用(yong)，水(shui)(shui)(shui)分吸(xi)收是(shi)(shi)一個復雜的(de)(de)過程，這(zhe)(zhe)使(shi)得(de)植(zhi)(zhi)物水(shui)(shui)(shui)源(yuan)(yuan)分配變得(de)復雜。近幾(ji)十年來，同(tong)位素廣泛應用(yong)于植(zhi)(zhi)物水(shui)(shui)(shui)源(yuan)(yuan)劃(hua)分，因(yin)為它可(ke)以標記不同(tong)水(shui)(shui)(shui)源(yuan)(yuan)，且激光(guang)光(guang)譜技術使(shi)其(qi)測(ce)量更容易。然(ran)而，植(zhi)(zhi)物水(shui)(shui)(shui)分來源(yuan)(yuan)解(jie)析存在(zai)(zai)很大的(de)(de)不確定性（如示(shi)蹤劑選擇(ze)、修(xiu)正(zheng)方法及混(hun)合模(mo)型選擇(ze)）。
基于此，來自(zi)西北農林科技(ji)大學的(de)研究團隊(dui)以陜西省長武黃土塬區(qu)蘋果(guo)樹（18和26年(nian)樹齡）為研究對(dui)象，在6月至10月的(de)生長季節，每(mei)月采集0~6 m（20 cm間(jian)隔）的(de)土壤(rang)樣品及(ji)土壤(rang)采樣點周圍四棵蘋果(guo)樹的(de)1年(nian)生枝(zhi)條（n=50），快速剝離樹皮和韌(ren)皮部以避免(mian)同位素分餾。同時收集降水。利用全自動真空冷凝抽提系統（LI-2100，北京理加聯合科技有限公司）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。考慮示蹤劑、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），產生124種組合后，量化了不同來源的不確定性。
植物水(shui)源劃分(fen)的(de)不(bu)確定性(xing)(xing)分(fen)析(xi)框(kuang)架。(a)考(kao)慮的(de)不(bu)確定性(xing)(xing)因(yin)素；(b)不(bu)確定性(xing)(xing)分(fen)析(xi)；(c)方法優化。
本研究創新點
（a）量化每個不確(que)定(ding)性(xing)成分對總不確(que)定(ding)性(xing)的(de)貢(gong)獻，以(yi)確(que)定(ding)影響植(zhi)物(wu)水(shui)源分配準確(que)性(xing)的(de)主(zhu)導因素；
（b）為研(yan)究植物(wu)(wu)水(shui)(shui)源分配(pei)選(xuan)(xuan)擇適當方法(fa)提(ti)供了框架。該研(yan)究為評估和選(xuan)(xuan)擇植物(wu)(wu)水(shui)(shui)源分配(pei)方法(fa)提(ti)供了技(ji)術(shu)支持(chi)，并有助于(yu)更好地了解植物(wu)(wu)水(shui)(shui)分利用機制。
2020年降水(shui)(a)、木質部水(shui)(b)和土壤(rang)水(shui)(c、d)同位素(su)組成(cheng)的季節變化。
(a,b)分(fen)別為不同(tong)月和(he)(he)不同(tong)土(tu)壤深度的植物水源劃分(fen)的總(zong)體(ti)不確定(ding)性。(c) 總(zong)體(ti)不確定(ding)性的細目分(fen)類，以(yi)及(ji)10月份和(he)(he)0-1 m土(tu)層的不確定(ding)性。M、T和(he)(he)B分(fen)別代表混合模型、示蹤(zong)劑和(he)(he)校正方法。
2020年生長季（a）18年生和（b）26年生蘋果樹不同層土壤水對木質部水分的相對貢獻（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源的不確定性及方法優化，其至關重要，但尚未得到廣泛研究。以黃土高原的蘋果樹為例，發現混合模型、示蹤劑及二者相互作用分別解釋了37%、28%和27%的不確定性，而木質部水同位素修正方法僅占總不確定性的2%。基于此，推薦了最優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源解析提供了重要的方法支撐。