Robust Estimation of Absorbing Root Surface Distributions From Xylem Water Isotope Compositions With an Inverse Plant Hydraulic Model
Notice bibliographique
Résumé
The vertical distribution of absorbing roots is one of the most influential plant traits determining plant strategy to access below ground resources. Yet little is known of natural variability in root distribution since collecting field data is challenging and labor-intensive. Studying stable water isotope compositions in plants could offer a cost-effective and practical solution to estimate the absorbing root surfaces distribution. However, such an approach requires developing realistic inverse modeling techniques that enable robust estimation of rooting distributions and associated uncertainty from xylem water isotopic composition observations. This study introduces an inverse modeling method that supports the assessment of the root allocation parameter (β) that defines the exponential vertical decay of a plants’ absorbing root surfaces distribution with soil depth. The method requires measurements obtained from xylem and soil water isotope composition, soil water potentials, and sap flow velocities when plants’ xylem water is sampled at a certain height above the rooting point. In a simulation study, we show that the approach can provide unbiased estimates of β and its associated uncertainty due to measuring errors and unmeasured environmental factors that can impact the xylem water isotopic data. We also recommend improving the accuracy and power of β estimation, highlighting the need for considering accurate soil water potential and sap flow monitoring. Finally, we apply the inverse modeling method to xylem water isotope data of lianas and trees collected in French Guiana. Our work shows that the inverse modeling procedure provides a robust analytical and statistical framework to estimate β. The method accounts for potential bias due to extraction errors and unmeasured environmental factors, which improves the viability of using stable water isotope compositions to estimate the distribution of absorbing root surfaces complementary to the assessment of relative root water uptake profiles.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».