[]概念:在正常的生理状况下,根-土界面的水分传输是从土壤流向根系。但是,在某些特定的情况下,根系也能将深层吸收的水分释放到浅层土壤中,即水分从根系流向土壤(即水力提升)。此外还包括在降水或局部灌溉条件下根系向下的水分运输(水力下传),和根系侧向的水分运输称(侧向再分配)。
[]HR的发生有两个条件: ( 1) 土壤水势 <叶片水势,且蒸腾引起的水分向上运动停止时; ( 2) 根际区土壤水分存在明显的空间异质性。
[]HR 的观测方法:
  • 土壤水分法:土壤干湿计、时域反射仪( time domain reflectometry,TDR) 、频 域 反 射 仪( frequency domain reflectometry,FDR) ,以及新近发展起来的中子射线照相术( neutron radiography,NR)等。
  • 同位素示踪法:基本原理是给深根系植物主根根尖部位喂以氢氧同位素,之后观测相邻浅根系植物体内是否存在被标记的同位素成分或者通过同位素分馏的比对,从而判断水力提升作用的存在,并根据同位素的组成确定水力提升的大小。
  • 热比率法( heat ratio method,HRM) 和热场变形法( heat fielddeformation,HFD):用于测定低速和双向液流的方法。
[]HR 的模拟方法:广泛应用的HR模型是以Ryel 等 ( 2002) 提出的土层连接模型 ( 简 称“Ryel 模型”) 。Ryel 模型的一个前提是植物在白天气孔开放( 蒸腾限制因子 Dtran = 0) ,而夜间气孔完全关闭( Dtran = 1) ,但大量研究表明: 夜间,植物叶片的气孔并不是完全关闭的,即存在夜间蒸腾。
[]展望:HR 研究逐渐成为近代植物生态学与水文学的交叉学科———生态水文学的核心研究内容之一。
HR 大小的定量测定将是未来该领域研究的难点。目前,HR 的研究内容已从简单的现象描述上升为复杂的机理模拟,并将根系 HR 模型与全球气候变化模式和碳-水循环模式相结合探讨其对全球生态系统碳、氮等关键化学循环的影响,主要的问题是采用的技术差异造成结果的可比性较差,即使相同的物种也存在各异的结论。同时,由于缺乏试验观测与模拟结果的对比研究,HR 对群落和生态系统尺度的影响还存在很多不确定性。因此,深刻理解根系HR机理是目前国际上该领域研究的热点。

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