综述：吸水聚合物在应对气候变化对城市绿色基础设施影响中的作用

《Plant and Soil》：Role of water absorbing polymer for adaptation to climate change impact on the urban green infrastructures

　　

摘要

背景与目的

快速的城市化和气候变化加剧了水资源压力，威胁到了城市绿色基础设施（UGI）。吸水聚合物（WAPs）是提高土壤保水能力和植物抗旱性的有前景的解决方案。本文采用土壤-吸水聚合物-植物-大气（SWPA）框架作为分析工具，深入评估了土壤水力行为、WAP特性、植物生理反应以及大气因素之间的相互作用机制。这一全面分析揭示了之前未被认识到的机制性缺陷，并为跨学科研究和发展节水型城市绿色基础设施策略提供了方向。

方法

本文综合研究了WAP的应用情况，分析了土壤水力特性、植物生长参数以及环境相互作用，并重点关注了土壤-吸水聚合物-植物-大气综合框架在系统尺度上的影响评估。

结果

WAPs显著提高了土壤的持水能力，并改变了土壤水分特征曲线，从而增强了植物的水分可用性。在非生物胁迫条件下，WAP的存在可以促进根系更好地发育、提高气孔导度和光合作用效率。此外，通过保持土壤水分的可用性，WAPs还能调节蒸散作用（ET）动态，从而促进植物更好地生长。然而，关于最佳施用率、长期稳定性、耐盐性、环境影响以及大规模经济可行性等方面仍存在关键不确定性。

结论

研究结果证实了WAPs在提升城市绿色基础设施抗旱能力和节水效率方面的潜力。同时，也强调了进一步开展整合土壤物理学、植物生物技术和城市气候学的跨学科研究的必要性。本文为制定可持续策略提供了实际见解，同时也指出了在环境影响和可扩展性方面尚未解决的挑战。