東北地理所在根系吸水估算方法評估方面取得進展
根系吸水是連接土壤水分運移與植物生理過程的關鍵環節，對理解陸氣相互作用、水循環過程及生態系統水分利用具有重要意義。然而，當前基于土壤水分平衡反算根系吸水的方法，普遍依賴對土壤水通量梯度的簡化假設，其適用性及物理合理性仍存在較大爭議。
針對這一問題，中國科學院東北地理與農業生態研究所黑土保護與利用學科組，從土壤水文過程出發，系統分析了基于時間線性假設的通量梯度近似方法在根系吸水估算中的潛在偏差機制。研究通過數值模擬與理論推導相結合，揭示了該方法在非穩態水文條件下可能引入顯著誤差的內在原因。
研究結果表明，在穩態蒸發條件下，土壤水通量梯度隨時間變化較為平緩，基于時間線性插值的方法可獲得相對可靠的估計結果（圖1a）。然而，在實際田間條件中，由于降雨、蒸發及植物耗水的共同作用，土壤水分過程呈現出顯著的非線性與非穩態特征 （圖1b）。模擬結果顯示，在降雨驅動的動態條件下，該方法對通量梯度的估算誤差可顯著放大，進而導致根系吸水量反算結果偏離物理合理范圍。
該研究從理論與數值角度系統評估了當前方法的適用條件與局限性，為發展更加可靠的根系吸水估算方法提供了重要參考，對提升生態水文模型的物理一致性具有重要意義。
圖1.不同水文條件下土壤水通量梯度近似誤差的變化特征。在穩態條件下誤差較小 （Case 1），而在降雨驅動的非穩態條件下誤差顯著增加（Case 2）。
該研究以“Limitations of temporally linearized soil-water flux gradients in estimating root water uptake”為題發表于New Phytologist。黑土保護與利用學科組特別研究助理富涵為論文第一作者，鄒文秀研究員為通訊作者。該研究得到國家重點研發計劃（2022YFD1500100），黑龍江省杰出青年科學基金（JQ2024D002），以及財政部農業科學研究體系和農業農村部現代農業產業技術體系（CARS04）等項目資助。
論文信息如下：Fu Han, Si Bingcheng, Zou Wenxiu. Limitations of temporally linearized soil–water flux gradients in estimating root water uptake. New phytologist. 2026. https://doi.org/10.1111/nph.70889
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吉公網安備22017302000214號
