檸(ning)條木是(shi)一(yi)種對水(shui)分需求較高的(de)植(zhi)物，它對土(tu)壤中的(de)水(shui)分量非(fei)常(chang)敏(min)感(gan)。而土(tu)壤有(you)效水(shui)分和根系分布對檸(ning)條木質部(bu)水(shui)分有(you)著重要的(de)影響(xiang)。

當土壤中(zhong)的(de)有效水(shui)分(fen)不(bu)足時，檸條(tiao)木的(de)木質(zhi)部(bu)水(shui)分(fen)會受到影響，導(dao)致植(zhi)物生(sheng)長(chang)緩慢甚至(zhi)停滯。檸條(tiao)木的(de)根(gen)系通常較為(wei)發達，能夠深入(ru)土壤中(zhong)尋找水(shui)分(fen)。如果根(gen)系分(fen)布(bu)廣泛且深入(ru)，那么(me)檸條(tiao)木就能夠吸收(shou)到更(geng)多的(de)水(shui)分(fen)，從(cong)而保持木質(zhi)部(bu)的(de)水(shui)分(fen)平衡。因此，保持土壤中(zhong)的(de)適當水(shui)分(fen)對(dui)于檸條(tiao)木的(de)生(sheng)長(chang)至(zhi)關重要。

下面這篇相關論文，我(wo)們來(lai)一探究竟。

土壤有效水分與根系分布的協調改變了檸條的水源分配

穩(wen)定同(tong)(tong)位素已(yi)被廣泛(fan)應用于(yu)根系水(shui)(shui)(shui)分吸收(RWU)的(de)(de)鑒定，通過將潛在水(shui)(shui)(shui)源分類為(wei)不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)端元，并(bing)評估其對木質(zhi)部水(shui)(shui)(shui)分的(de)(de)貢獻。然而，估計端元(主要是土(tu)層)的(de)(de)貢獻通常僅(jin)基于(yu)土(tu)壤水(shui)(shui)(shui)同(tong)(tong)位素的(de)(de)變化。土(tu)壤有效(xiao)水(shui)(shui)(shui)分和根系分布是RWU的(de)(de)關鍵(jian)限制因子，但在水(shui)(shui)(shui)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)在三個不同土壤水條件的地點獲得了這些值(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的關系。加權和平均貢獻因地點和模型而異。我們得到以下AADC值:站點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%。我們發現，當AWC≤6%時，DC與RWD呈顯著相關，當AWC > 6%時，DC與AWC呈顯著相關，說明RWD對DC的影響取決于土壤水分條件。基于我們的研究結果，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。因此，我們建議在使用δ²H和δ¹⁸O劃分植物水源時，仔細考慮端元同位素的特征和模型選擇。

研究區域

中(zhong)國(guo)黃土高原北部(bu)六道溝(gou)小流域 (38°46′-38°51′N, 110°21′-110°23′E)

所用儀器設備

全自動(dong)真空冷凝抽提系統（LI-2100，北(bei)京理加聯合科技(ji)有限(xian)公司）

【結果】

圖1 樣地1-3土層 0-300 cm土壤水分δ²H值和δ¹⁸O值聚類分析結果。

圖2 樣(yang)地1-3雙同位素(su)空間圖

圖3 基于SIAR、simmr和MixSIAR模型，樣(yang)地(di)1-3的(de)每(mei)(mei)個潛在水(shui)源的(de)相對貢獻（平均值±SD）。“Month_m”和“Month_w”分別指每(mei)(mei)月的(de)均值貢獻率(lv)(lv)和加(jia)權貢獻率(lv)(lv)。

圖4基于SIAR（A–C）、simmr（D–F）和(he)MixSIAR（G–I）模(mo)型，平均貢獻(xian)率和(he)加(jia)權貢獻(xian)率之間差異的絕對值(zhi)的累積值(zhi)。面板A、D和(he)G顯(xian)示樣地1的結(jie)果(guo)，面板B、E和(he)H顯(xian)示樣地2的結(jie)果(guo)，以(yi)及面板C、F和(he)I顯(xian)示樣地3的結(jie)果(guo)。

圖5 基于SIAR（A和(he)D）、simmr（B和(he)E）和(he)MixSIAR（C和(he)F）模型，平均貢獻(xian)和(he)加權貢獻(xian)（DC）之間的(de)差異(yi)與AWC（上圖）和(he)RWD（下圖）之間的(de)關系。

圖6 基于(yu)三種混(hun)合模型（SIAR、simmr和MixSIAR）分別獲得的平均貢(gong)(gong)獻(xian)率和加(jia)權貢(gong)(gong)獻(xian)率計算的PW-excess的比較。

【結論】

在(zai)(zai)(zai)本(ben)研(yan)究中(zhong)，我(wo)們(men)利(li)用所有潛在(zai)(zai)(zai)土壤(rang)水(shui)(shui)源的(de)(de)(de)平均(jun)同(tong)(tong)位素(su)比(bi)率和(he)(he)(he)RWD和(he)(he)(he)AWC加權值，結合3種(zhong)貝(bei)葉斯混(hun)合模型(SIAR、simmr和(he)(he)(he)MixSIAR)，評估(gu)了末端成員(yuan)對(dui)檸條(tiao)木質部水(shui)(shui)分的(de)(de)(de)貢(gong)獻(xian)，并表(biao)征了植(zhi)(zhi)物的(de)(de)(de)RWU深度。結果表(biao)明(ming)，在(zai)(zai)(zai)土壤(rang)水(shui)(shui)分條(tiao)件和(he)(he)(he)模型輸(shu)出之間(jian)，平均(jun)貢(gong)獻(xian)和(he)(he)(he)加權貢(gong)獻(xian)之間(jian)的(de)(de)(de)差異(yi)有所不同(tong)(tong)。與使(shi)用加權貢(gong)獻(xian)相比(bi)，使(shi)用平均(jun)貢(gong)獻(xian)導(dao)致對(dui)干旱條(tiao)件下植(zhi)(zhi)物深層土壤(rang)水(shui)(shui)分利(li)用的(de)(de)(de)估(gu)計較低。與其(qi)他兩種(zhong)模型相比(bi)，MixSIAR對(dui)AWC和(he)(he)(he)RWD的(de)(de)(de)變(bian)化更為敏感。盡(jin)管貢(gong)獻(xian)存在(zai)(zai)(zai)差異(yi)，但我(wo)們(men)確定(ding)無論模型如(ru)何，兩種(zhong)方法的(de)(de)(de)性能都是相似的(de)(de)(de)，這可能是由于使(shi)用了貝(bei)葉斯算法。然而，考(kao)慮到我(wo)們(men)在(zai)(zai)(zai)樣地1和(he)(he)(he)樣地2和(he)(he)(he)3的(de)(de)(de)某些月份觀察到的(de)(de)(de)平均(jun)和(he)(he)(he)加權貢(gong)獻(xian)之間(jian)的(de)(de)(de)明(ming)顯(xian)差異(yi)，以及土壤(rang)含水(shui)(shui)量和(he)(he)(he)根系分布對(dui)RWU的(de)(de)(de)重要(yao)性，我(wo)們(men)建議在(zai)(zai)(zai)使(shi)用同(tong)(tong)位素(su)方法識別(bie)植(zhi)(zhi)物水(shui)(shui)源時(shi)應考(kao)慮AWC和(he)(he)(he)RWD對(dui)RWU的(de)(de)(de)影響。

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