基于贝叶斯模型MixSIAR的不同水同位素输入方法对苹果园吸水特征分析结果的影响

准确量化浅、中、深3层土壤水源对植物根系吸水的贡献是明确植物水分利用策略的前提。为探究同位素混合模型MixSIAR中不同水同位素输入方法对预估植物水分来源的影响,该研究于2019年5-9月在陕西长武塬区对7年和18年苹果园共进行5次土壤和植物木质部取样,测定对应样品水同位素比值(δ2H、δ¹⁸O)和土壤含水量,并分别利用基于单同位素(2H、¹⁸O)、双同位素(2H&¹⁸O)和经木质部氢同位素校正后双同位素(2H(+8.1)&¹⁸O)输入的MixSIAR模型计算了根区不同土层(0-0.4、0.4-2、>2 m根系深度)土壤水对苹果(Malus pumila)树根系吸水的贡献率。结果表明:与2H单同位素方法相比,利用¹⁸O单同位素方法得到的2 m以下深层土壤水的贡献率更低,而表层(0-0.4 m)土壤水的贡献率更高,且更接近于2H(+8.1)&¹⁸O同位素方法。与2H&¹⁸O双同位素方法相比,利用2H(+8.1)&¹⁸O方法得到的表层土壤水的贡献率在表层土壤水同位素值富集时较高,在表层土壤水同位素值贫化时较低。苹果树木质部氢同位素校正后更靠近于土壤水同位素所在的蒸发线,因而相比于2H和2H&¹⁸O,¹⁸O和2H(+8.1)&¹⁸O分析方法更符合根系吸水过程同位素质量守恒定律。与7年苹果园相比,18年苹果园浅层(0-2 m)土壤水的季节性变异更大,对表层土壤水的依赖更强。对于7年和18年苹果园,深层土壤水对其根系吸水贡献率的年平均值为19%和23%,两者无显著性差异。综上,建议今后在利用水稳定同位素研究植物水分来源时要进一步明确不同水同位素输入方法对植物水源划分分析结果的影响。