根系吸水是连接土壤水分运移与植物生理过程的关键环节，对理解陆气相互作用、水循环过程及生态系统水分利用具有重要意义。然而，当前基于土壤水分平衡反算根系吸水的方法，普遍依赖对土壤水通量梯度的简化假设，其适用性及物理合理性仍存在较大争议。

针对这一问题，中国科学院东北地理与农业生态研究所黑土保护与利用学科组，从土壤水文过程出发，系统分析了基于时间线性假设的通量梯度近似方法在根系吸水估算中的潜在偏差机制。研究通过数值模拟与理论推导相结合，揭示了该方法在非稳态水文条件下可能引入显著误差的内在原因。

研究结果表明，在稳态蒸发条件下，土壤水通量梯度随时间变化较为平缓，基于时间线性插值的方法可获得相对可靠的估计结果（图1a）。然而，在实际田间条件中，由于降雨、蒸发及植物耗水的共同作用，土壤水分过程呈现出显著的非线性与非稳态特征 （图1b）。模拟结果显示，在降雨驱动的动态条件下，该方法对通量梯度的估算误差可显著放大，进而导致根系吸水量反算结果偏离物理合理范围。

该研究从理论与数值角度系统评估了当前方法的适用条件与局限性，为发展更加可靠的根系吸水估算方法提供了重要参考，对提升生态水文模型的物理一致性具有重要意义。

图1.不同水文条件下土壤水通量梯度近似误差的变化特征。在稳态条件下误差较小 （Case 1），而在降雨驱动的非稳态条件下误差显著增加（Case 2）。

该研究以“Limitations of temporally linearized soil-water flux gradients in estimating root water uptake”为题发表于New Phytologist。黑土保护与利用学科组特别研究助理富涵为论文第一作者，邹文秀研究员为通讯作者。该研究得到国家重点研发计划（2022YFD1500100），黑龙江省杰出青年科学基金（JQ2024D002），以及财政部农业科学研究体系和农业农村部现代农业产业技术体系（CARS04）等项目资助。

论文信息如下：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