1966年澳大利亞水文與土壤物理學(xué)家Philip提出土壤-植物-大氣連續(xù)體（Soil-Plant-Atmosphere Continum，簡(jiǎn)稱(chēng)SPAC）的概念。主要內(nèi)容是：水分經(jīng)由土壤到達(dá)植物根系，進(jìn)入根系，通過(guò)細(xì)胞傳輸進(jìn)入木質(zhì)內(nèi)部，由植物的木質(zhì)部到達(dá)葉片，再由氣孔擴(kuò)散到大氣中去，最后參與大氣的湍流交換，形成一個(gè)統(tǒng)一、動(dòng)態(tài)的互反饋連續(xù)系統(tǒng)，即土壤-植物-大氣連續(xù)體（SPAC）系統(tǒng)。在這一連續(xù)體中存在物質(zhì)、能量和信息的傳遞和交換，土壤、植物和大氣是我們研究的對(duì)象，而水分在土壤、植物和大氣中的傳輸更是研究的核心內(nèi)容。

我國(guó)水文水資源學(xué)家劉昌明院士在此基礎(chǔ)上提出了“五水”系統(tǒng)的相互作用問(wèn)題即大氣、植物、地表、土壤和地下水層中的水的相互作用和相互關(guān)系，也稱(chēng)之為五水轉(zhuǎn)化。土壤-植物-大氣（SPAC）系統(tǒng)中的水分因自然的和人為的作用必然要和地下水和地表水相聯(lián)系。從土壤系統(tǒng)來(lái)看，土壤水的來(lái)源是大氣降水、地下水的上升和人為輸入地表水（如灌溉）等等；土壤水的散失，則包括直接由土面逸向大氣，通過(guò)根系吸水進(jìn)入植物體后蒸騰到大氣中去以及由土壤層下滲到地下水層之中。因此這套“五水”轉(zhuǎn)化理論不僅包括Philip提出的SPAC的內(nèi)涵，而且有了一定程度的延伸。

SPAC系統(tǒng)的提出不僅指明了水問(wèn)題的微觀研究方向，而且加強(qiáng)了水文學(xué)跨學(xué)科的研究，對(duì)國(guó)際學(xué)術(shù)界關(guān)于水循環(huán)及水分能量平衡研究產(chǎn)生了巨大影響。當(dāng)代研究土壤水分循環(huán)和平衡、土壤-植物水分關(guān)系以及地下水-土壤水-地表水-植物水-大氣轉(zhuǎn)化水都是以SPAC為基礎(chǔ)的。

從國(guó)際上看，SPAC系統(tǒng)中的水分傳輸屬于國(guó)際前沿課題之一。澤泉開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室為協(xié)助廣大科研工作者更好的開(kāi)展工作，提出了一套SPAC研究的系統(tǒng)解決方案，希望能對(duì)上述領(lǐng)域的科研人員有所幫助。

主要功能

l   系統(tǒng)研究地下水-土壤-植物-大氣連續(xù)體（SPAC）中的水分運(yùn)動(dòng)

l   系統(tǒng)研究植物-大氣、土壤-大氣、土壤-根系、土壤水-地下水等之間的界面過(guò)程

l   長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)氣象指標(biāo)、植物生理指標(biāo)、土壤水分指標(biāo)和地下水指標(biāo)

測(cè)量結(jié)果可用于指導(dǎo)灌溉、農(nóng)業(yè)節(jié)水、進(jìn)行農(nóng)林氣象預(yù)報(bào)等領(lǐng)域

系統(tǒng)的為農(nóng)業(yè)水文水資源、森林生態(tài)水文、環(huán)境水文等領(lǐng)域服務(wù)

應(yīng)用領(lǐng)域

主要應(yīng)用于研究水分在地下水-土壤-地表水-植物-大氣中的轉(zhuǎn)化過(guò)程，已在我國(guó)的農(nóng)業(yè)水文水資源、森林生態(tài)水文、環(huán)境水文、節(jié)水農(nóng)業(yè)、灌溉決策、農(nóng)林氣象預(yù)報(bào)等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。

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