1966年澳大利亞著名水文與土壤物理學(xué)家Philip提出土壤-植物-大氣連續(xù)體（Soil-Plant-Atmosphere Continum，簡稱SPAC）的概念。主要內(nèi)容是：水分經(jīng)由土壤到達植物根系，進入根系，通過細胞傳輸進入木質(zhì)內(nèi)部，由植物的木質(zhì)部到達葉片，再由氣孔擴散到大氣中去，參與大氣的湍流交換，形成一個統(tǒng)一、動態(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。

我國著名水文水資源學(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)來看，土壤水的來源是大氣降水、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，通過根系吸水進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題的微觀研究方向，而且加強了水文學(xué)跨學(xué)科的研究，對國際學(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。

從國際上看，SPAC系統(tǒng)中的水分傳輸屬于國際前沿課題之一。澤泉開放實驗室為協(xié)助廣大科研工作者更好的開展工作，提出了一套SPAC研究的系統(tǒng)解決方案，希望能對上述領(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）中的水分運動

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程

l 長期監(jiān)測氣象指標、植物生理指標、土壤水分指標和地下水指標

測量結(jié)果可用于指導(dǎo)灌溉、農(nóng)業(yè)節(jié)水、進行農(nóng)林氣象預(yù)報等領(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)化過程，已在我國的農(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)報等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。

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