杜俊杉,马 英,胡晓农,童菊秀,张宝忠,孙宁霞,高光耀

1 中国地质大学(北京)水资源与环境学院,北京 100083 2 中国科学院地理科学与资源研究所,陆地水循环及地表过程院重点实验室,北京 100101 3 中国水利水电科学研究院,流域水循环模拟与调控国家重点实验室,北京 100038 4 中国科学院生态环境研究中心,城市与区域生态国家重点实验室,北京 100085

灌溉和施肥措施对农田水文循环具有重要影响。根系吸水是联系植物蒸腾和土壤水分运动的关键过程[1]。定量识别不同灌溉施肥条件下植物根系吸水来源对农田水分高效利用具有重要意义。以往研究根系吸水多采用根系挖掘法,但该方法容易破坏植物生境[2- 3]。稳定同位素(D和18O)因其本身即为水分子组成部分,且在根系吸水过程中不发生分馏,是识别植物根系吸水来源的理想天然示踪剂[4-5]。

利用D和18O同位素进行植物水分溯源的方法主要包括：直接对比法[6],两端元和三端元线性混合模型[7],IsoSource混合模型[8],基于贝叶斯理论的MixSIR、SIAR和MixSIAR混合模型[9-11]等。直接对比法假设植物仅利用某一深度的土壤水,而实际上植物水分通常是多个深度土壤水的混合[2,12-13]。端元混合模型则局限于计算三种及以下水分来源对植物水的贡献比例[14-15]。IsoSource模型可估算多种水分来源对植物水的贡献比例范围[1,2,16],但忽略了水源的不确定性且其贡献比例范围不能以单一概率表示。基于贝叶斯统计原理的混合模型则充分考虑了混合物(植物茎水)和贡献源(土壤……