1966年澳大利亞著(zhù)名水文與土壤物理學(xué)家Philip提出土壤-植物-大氣連續體（Soil-Plant-Atmosphere Continum，簡(jiǎn)稱(chēng)SPAC）的概念。主要內容是：水分經(jīng)由土壤到達植物根系，進(jìn)入根系，通過(guò)細胞傳輸進(jìn)入木質(zhì)內部，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(gè)統一、動(dòng)態(tài)的互反饋連續系統，即土壤-植物-大氣連續體（SPAC）系統。在這一連續體中存在物質(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容。

我國著(zhù)名水文水資源學(xué)家劉昌明院士在此基礎上提出了“五水”系統的相互作用問(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)之為五水轉化。土壤-植物-大氣（SPAC）系統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”轉化理論不僅包括Philip提出的SPAC的內涵，而且有了一定程度的延伸。

SPAC系統的提出不僅指明了全球水問(wèn)題的微觀(guān)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-大氣轉化水都是以SPAC為基礎的。

從國際上看，SPAC系統中的水分傳輸屬于國際前沿課題之一。澤泉開(kāi)放實(shí)驗室為協(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   系統研究地下水-土壤-植物-大氣連續體（SPAC）中的水分運動(dòng)

l   系統研究植物-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(cháng)期監測氣象指標、植物生理指標、土壤水分指標和地下水指標

測量結果可用于指導灌溉、農業(yè)節水、進(jìn)行農林氣象預報等領(lǐng)域

系統的為農業(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)

應用領(lǐng)域

主要應用于研究水分在地下水-土壤-地表水-植物-大氣中的轉化過(guò)程，已在我國的農業(yè)水文水資源、森林生態(tài)水文、環(huán)境水文、節水農業(yè)、灌溉決策、農林氣象預報等領(lǐng)域有廣泛應用。

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