土壤-植物-大气连续体（SPAC）系统中植物根系吸水模型研究进展.pdfVIP

维普资讯 第 32卷第 5期 气 象 科 技 V01．32．N0．5 2004年 1O月 METE0R0L0GICALSCIENCEAND TECHNOLOGY Oct．，2004 土壤一植物一大气连续体 (SPAC)系统中 植物根系吸水模型研究进展 阳园燕 郭安红 安顺清 刘庚山 (中国气象科学研究院，北京 100081) 摘要 土壤植物系统是土壤一植物一大气连续体 (SPAC)中的一个重要子系统。植物根系吸水过程是 SPAC系统 中水分运移规律研究的重要内容。从影响根系吸收土壤水分 的影响因素人手，现有根系吸水模型可分为经验模 型、半经验半理论模型和理论模型 3类 。文章综述了 自20世纪 60年代初第一个单根吸水模型以来的植物根系吸 水模型及其必威体育精装版研究进展 ，指出未来研究的重点是注重根系吸水机理同时，修改和完善已有根系吸水模型，简化模 型参数 ，使之更易应用于实际。 关键词 植物根系 吸水 数学模型 表明，根系的吸水速率与土壤 的非饱和导水率成正 引言 比，与土壤和植物两者之间的水势差成正比，与土壤 土壤一根系水分运移规律研究是以土壤一植物 含水量(土壤水势)有着密切的关系。不同的土壤质 一 大气连续体 (Soil—Plant—Atmosphere—Continuum，简 地、结构致使土壤持水性各异 ，也影响了水分的运移 称SPAC)为基础的，同时土壤 一根系子系统也是 和植物根系从土壤中吸取水分的难易程度。不仅如 SPAC系统中十分重要的组成部分。土壤一根系水 此，不同土壤条件下植物根系的生长发育、根系的分 分运移规律研究的深入对于土壤植物系统以至整个 布状况也不同。根系在土壤中的分布对于根系吸取 SPAC中的水分传输机制、能量转化规律、土壤水分 水分的能力和速率有着十分重要的影响。 对植物的有效性等问题的研究都具有极其重要的意 植物因子：在SPAC系统的水分运移中，植物是 义。影响根系吸收土壤水分的因素包括土壤、植物、 联系土壤和大气的主要环节。根系对植物吸水起着 气象 3个方面。现有的根系吸水模型大致可分为 3 主导作用，植物根系在土壤中的分布主要是用根系 类 ：经验模型、半经验半理论模型、理论模型。 的根长密度、有效根长密度等概念来表达的。一般 认为根长密度大根系吸水速率就大，一般在土壤水 1 植物根系吸水的影响因素 分充足时，根系密度对吸水速率影响较小，随着土壤 植物根系吸水受到多种因素的影响，包括土壤 变干，根系在吸水方面就起着很重要的作用 ，这是因 性质、植物生理特性、微气象因子 3个方面，忽略任 为发达的根系可以减轻土壤水流阻力。但这种影响 何一个因素对研究植物根系吸水和建立植物根系吸 具有一定的时效性，在遭遇较长时间的水分亏缺时， 水模型都是不全面的。 植物根系会发生萎蔫失去生理活性而死亡。除了植 土壤因子：土壤对植物根系吸水 的影响主要包 物根系，地上部分的生长及其需水要求对根系吸水 括不同土壤水力特性对于水分在土壤、土壤一根的 也有重要影响。当植物处于在土壤含水量较高时， 传输的影响，以及不同的土壤物理特性对于植物根 作物叶面积与根系吸水速率成正 比，在土壤含水量 系生长发育的影响。过去众多的植物根系吸水模式 较低时，这种相关性就很小，叶面积指数的减小会导