黎 蕾，汤玉喜，李永进，唐 洁，杨 艳，郑 华

(1.湖南省林业科学院，湖南 长沙 410004；2.广西壮族自治区亚热带作物研究所，广西 南宁 530001)

探地雷达(Ground Penetrating Radar)，简称GPR，是一种快速而高效的浅层地球物理探测技术，是利用宽带高频电磁波信号探测介质分布的冲击雷达系统[1]。自1999年开始应用于探测植物根系[2]，目前主要应用于根系分布探测、根径大小估测和生物量估算[3-7]。GPR技术在植物根系探测中的应用显示出了其独有的特点，其有效性已经得到了国内外研究者的证实[5-9]。利用GPR探测根系有很多优点，主要表现在原位无损、无需破坏植物和土壤，可以进行长期定位观测，同时能进行大面积的空间探测[10]。

GPR通过天线发射高频电磁波到地下，当遇到不同电磁特性的物质时，产生不连续的反射和散射，部分电磁波被反射回接收天线，之后被转换成波形的数字图像，从而推断地下介质的特征。而植物根系由于含水量高于土壤基质，两者具有较大差异的电磁特性，从而使利用探地雷达进行根系探测成为可能[6]。土壤相对介电常数和电导率是控制探地雷达信号在地面传播和反射的最重要因素。土壤含水量是影响土壤介电常数和电导率的一个极为重要的因素。随着土壤含水量的增加，相对介电常数和电导率随之增加，导致电磁波的传导速率降低和衰减率的增加[11]。Butnor等[12]研究发现，探地雷达根系分辨率在干沙土壤中最好，而在土壤含水量高的土壤中则严重减弱。同时研究表明，湿润土壤减弱了根系生物量与GPR指数之间的相关性。……