北京理加联合科技有限公司

LICA United Technology Limited

服务热线: 13910499761 010-51292601
企业邮箱
应用支持 Application Support
News 应用支持

LI-2100 |利用同位素技术解析植物水分来源的不确定性

日期: 2024-01-30
浏览次数: 164

水是地球上最丰富的天然资源之一,它是所有生物体的基本需求。水在地球上循环的过程中,植物水分吸收与蒸腾演绎着重要的角色。植物通过根系吸收水分,并将水分输送到植物的各个部位。植物通过蒸腾作用释放水分到大气中,形成了大气中的水蒸气。

植物水分的来源和分配是植物生长和发育过程中的重要环节,也是相关科研的重点,水同位素技术成为科研过程中十分重要的一种科研手段。今天推荐给大家的优秀文章与此相关。

LI-2100 |利用同位素技术解析植物水分来源的不确定性

利用同位素技术解析植物水分来源的不确定性

因为蒸腾占据了61%-65%的陆地生态系统蒸散量,植物水分吸收在全球水循环中发挥着重要作用。植物是土壤和大气水文过程的纽带,这就是实施植物恢复可以改善区域环境的原因之一。在此背景下,研究植物水源划分为如何提高植被生产力和水资源可持续管理提供重要信息。因为植物和环境条件相互作用,水分吸收是一个复杂的过程,这使得植物水源分配变得复杂。近几十年来,同位素广泛应用于植物水源划分,因为它可以标记不同水源,且激光光谱技术使其测量更容易。然而,植物水分来源解析存在很大的不确定性(如示踪剂选择、修正方法及混合模型选择)。

基于此,来自西北农林科技大学的研究团队以陕西省长武黄土塬区苹果树(18和26年树龄)为研究对象,在6月至10月的生长季节,每月采集0~6 m(20 cm间隔)的土壤样品及土壤采样点周围四棵苹果树的1年生枝条(n=50),快速剥离树皮和韧皮部以避免同位素分馏。同时收集降水。利用全自动真空冷凝抽提系统(LI-2100,北京理加联合科技有限公司)提取植物和土壤中的水分,并利用水同位素分析仪测定水体δ2H、δ17O、δ18O值。考虑示踪剂、修正方法和混合模型的不确定性,选择4种示踪剂(2H、3H、18O、17O),2种木质部水同位素修正方法(2H-SWexcess和2H-SRWC)和4种混合模型(IsoSource、SIAR、MixSIR和MixSIAR),产生124种组合后,量化了不同来源的不确定性。

LI-2100 |利用同位素技术解析植物水分来源的不确定性

植物水源划分的不确定性分析框架。(a)考虑的不确定性因素;(b)不确定性分析;(c)方法优化。

本研究创新点

(a)量化每个不确定性成分对总不确定性的贡献,以确定影响植物水源分配准确性的主导因素;

(b)为研究植物水源分配选择适当方法提供了框架。该研究为评估和选择植物水源分配方法提供了技术支持,并有助于更好地了解植物水分利用机制。

LI-2100 |利用同位素技术解析植物水分来源的不确定性

2020年降水(a)、木质部水(b)和土壤水(c、d)同位素组成的季节变化。

LI-2100 |利用同位素技术解析植物水分来源的不确定性

(a,b)分别为不同月和不同土壤深度的植物水源划分的总体不确定性。(c) 总体不确定性的细目分类,以及10月份和0-1 m土层的不确定性。M、T和B分别代表混合模型、示踪剂和校正方法。

LI-2100 |利用同位素技术解析植物水分来源的不确定性

2020年生长季(a)18年生和(b)26年生苹果树不同层土壤水对木质部水分的相对贡献(采用2H18O与MixSIAR模型最佳组合)。

研究结论

本研究探讨了植物水分来源的不确定性及方法优化,其至关重要,但尚未得到广泛研究。以黄土高原的苹果树为例,发现混合模型、示踪剂及二者相互作用分别解释了37%、28%和27%的不确定性,而木质部水同位素修正方法仅占总不确定性的2%。基于此,推荐了最优的示踪剂和混合模型组合(2H18O+MixSIAR)量化植物水源。这些结果为植物水分来源解析提供了重要的方法支撑。


News / 相关新闻 More
2026 - 05 - 22
研究背景在全球变化研究中,河流、湖泊等内陆水体并非只是碳从陆地输送到海洋的通道,也是重要的碳转化与温室气体释放界面。进入水体的有机碳,一部分在水体中滞留埋藏,另一部分则通过微生物分解、厌氧产甲烷和气体扩散等过程转化为CO₂和CH₄,并释放到大气中。在快速城市化地区,土地利用变化、生活污水输入、河网改造和营养盐富集会进一步改变水体理化环境与碳循环过程。然而,不同类型城市水体的温室气体排放差异及其驱动机制仍有待明确。围绕这一问题,中国科学院南京地理与湖泊研究所程俊翔老师团队在国际期刊 《Science of the Total Environment》发表研究成果。研究以高度城市化地区苏州河湖系统为对象,开展 CH₄ 和 CO₂ 通量原位监测,并同步测定水体理化指标,系统揭示了不同类型城市水体温室气体排放的时空格局及主要驱动因素,为城市水体碳循环评估与排放管控提供了实测依据。 图1.苏州市土地...
2026 - 05 - 22
研究背景哈密瓜的风味品质和商品价值与甜度密切相关,而可溶性固形物含量(SSC)是评价果实甜度的重要指标。传统SSC检测多依赖折光仪测定,虽结果可靠,但需取样、榨汁或切片,具有破坏性,难以满足批量化、连续化和在线分选对快速无损检测的需求。高光谱成像技术融合了图像与光谱信息,能够间接反映果实内部化学成分(如糖、水分、酸度)的分布与含量,为非破坏性检测提供了新路径。然而,现有研究多集中于单一品种,跨品种检测的模型泛化能力仍面临挑战,尤其是哈密瓜这类果皮差异大、糖分分布不均的厚皮甜瓜。近日,青岛农业大学赵磊老师团队在《Symmetry》发表了一项研究,系统探索了高光谱成像结合机器学习在哈密瓜多品种可溶性固形物(SSC)无损检测中的应用,提出了一种基于RPD加权的集成模型,显著提升了跨品种预测的鲁棒性和准确性。 图1.光谱采集过程。研究方法样本准备:品种:西州蜜、伽师瓜、金凤凰、黑眉毛(各40个,共...
2026 - 05 - 18
研究背景全球气候变化正在改变干旱与半干旱草原生态系统的稳定性边界。随着年际降水波动增强、大气氮沉降加剧以及放牧压力持续存在,草原生态系统的稳定性正受到多重驱动因子的共同影响。物种丰富度(SR)和地上净初级生产力(ANPP)分别反映群落多样性与生态系统生产功能,二者之间的耦合关系被认为是评估草地稳定性和恢复力的重要生态学指标。然而,已有研究多关注单因子效应或静态气候条件下的生态响应,对于降水变异、放牧干扰和氮输入如何在不同降水年份中共同调控SR–ANPP耦合关系,仍缺乏系统认识。近期,兰州大学侯扶江老师和王晓波老师团队在《Earth's Future》上发表了一项研究,团队以黄土高原典型干旱草原为对象,探讨了不同降水年份下,放牧强度和氮添加如何影响SR与ANPP之间的耦合关系,并进一步解析了植物功能群和土壤因子在其中的调控机制。图1.长期放牧试验平台和氮添加试验区。UG、LG、MG和...
2026 - 05 - 18
研究背景松树枯萎病(PWD)是由松材线虫引发的毁灭性森林病害,具有传播快、致死率高和防控难度大的特点。当前防控多依赖病后治理,存在明显滞后性,难以满足早期预警需求。研究表明,PWD的发生发展与树体水分和叶绿素含量变化密切相关,二者可作为判断病害侵染程度的重要生理指标。然而,传统地面检测成本高、效率低,难以实现大范围、无损监测。近年来,随着光谱遥感技术的成熟,如何在病害无症状阶段实现早期识别,已成为防控研究的重点。然而,早期松树枯萎病的动态演变规律尚不明确,遥感监测的最佳时间窗口也缺乏系统性研究。近期,中国科学院空天信息创新研究院黄文江老师团队在《Ecological Informatics》发表了一项研究,研究通过构建“高光谱—色度—病理”多维监测框架,揭示了早期松树枯萎病的时间响应序列,并确定了遥感指标的最佳检测时机。 图1.研究区域概述。研究方法研究以安徽省宣城市麻姑山林场为研究区,选...
关闭窗口】【打印
Copyright ©2018-2023 北京理加联合科技有限公司
犀牛云提供企业云服务

北京理加联合科技有限公司

地址:北京市海淀区安宁庄东路18号光华创业园5号楼(生产研发)
          光华创业园科研楼四层
电话:13910499761 13910124070  010-51292601
传真:010-82899770-8014
邮箱:info@li-ca.com
邮编:100085

 



 


 


  • 您的姓名:
  • *
  • 公司名称:
  • *
  • 地址:
  • *
  • 电话:
  • *
  • 传真:
  • *
  • 电子邮箱:
  • *
  • 邮政编码:
  • *
  • 留言主题:
  • *
  • 详细说明:
  • *
在线留言
关注我们
  • 官方微信
  • 官方手机端
友情链接:
X
1

QQ设置

3

SKYPE 设置

4

阿里旺旺设置

等待加载动态数据...

等待加载动态数据...

5

电话号码管理

  • 010-51292601
6

二维码管理

等待加载动态数据...

等待加载动态数据...

展开