根系是植物的重要组成部分, 根系研究对于植物、土壤以及生态系统研究的重要意义不容忽视. 植物根系的传统探测方法不仅耗时费力而且会破坏根系原生环境. 因此寻求一种无损性的植物根系探测技术尤为重要. 探地雷达作为一种无损性探测方法, 在根系参数估算方面具有巨大潜力. 利用探地雷达2 GHz频率天线在根径估测方面的优势, 提出一个可实际应用的粗根生物量估算新方法, 即: 首先通过采集少量的根样本测得平均根密度; 通过探地雷达野外测量实验建立基于探地雷达波形信号的根径估测模型对根径进行估测; 基于根圆柱体(短根)或长锥体(长根)假设, 通过估测的根径计算出根体积; 最后利用根密度和根体积计算得到根生物量. 得到主要结论如下: (1) 直径大于0.5 cm的粗根密度相对稳定; (2) 从2 GHz频率天线的探测数据中提取出的波形参数Δ T 与根的深度无关, 据此可建立精度较高的根径估测模型; (3) 基于根密度和根体积可直接估算粗根生物量, 无论粗短根或粗长根, 新方法均能达到较高估算精度. 上述结果验证了所建立的GPR根径估测模型和根生物量估算方法的合理性和有效性.