1966年澳大利亞水文與土壤物理學家Philip提出土壤-植物-大氣連續體（Soil-Plant-Atmosphere Continum，簡稱SPAC）的概念。主要內容是：水分經由土壤到達植物根系，進入根系，通過細胞傳輸進入木質內部，由植物的木質部到達葉片，再由氣孔擴散到大氣中去，最后參與大氣的湍流交換，形成一個統一、動態的互反饋連續系統，即土壤-植物-大氣連續體（SPAC）系統。在這一連續體中存在物質、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。

我國水文水資源學家劉昌明院士在此基礎上提出了“五水”系統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系，也稱之為五水轉化。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系。從土壤系統來看，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水問題的微觀研究方向，而且加強了水文學跨學科的研究，對國際學術界關于水循環及水分能量平衡研究產生了巨大影響。當代研究土壤水分循環和平衡、土壤-植物水分關系以及地下水-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。澤泉開放實驗室為協助廣大科研工作者更好的開展工作，提出了一套SPAC研究的系統解決方案，希望能對上述領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

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程

l   長期監測氣象指標、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、農業節水、進行農林氣象預報等領域

系統的為農業水文水資源、森林生態水文、環境水文等領域服務

應用領域

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

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