低纬度高原宇宙线快中子土壤水分监测方法适宜性研究

S152.7; 宇宙线快中子土壤水分监测方法具有监测范围大、不受土壤盐碱程度影响、实时无损原位测量的特点,对旱涝预警、节水灌溉、生态环境保护及土壤生产力提升等具有重要意义.为明确宇宙线快中子土壤水分监测方法在低纬度高原的适宜性,本研究在中国南部开展了大范围烘干称重法测量,验证宇宙线快中子法准确性,以频域反射法做连续监测对比,分析土壤水分相关性,并结合雨量站观测数据,研究其对土壤水分连续变化的响应能力.试验结果表明,宇宙线快中子法与多点烘干称重法的线性拟合优度、均方根误差及绝对误差分别为0.898、0.013 cm3?cm–3和0.027 cm3?cm–3,说明宇宙线快中子法在低纬度高原能够准确测量区域土壤含水量.在较长时间序列上,宇宙线快中子法与频域反射法10 cm的土壤水分变化趋势完全一致,线性拟合优度为0.839;在对降水响应的灵敏性上,降水量2 mm以上的降水过程,两种方法均有明显响应,降水量2 mm以下的降水过程,宇宙线快中子法要略优于频域反射法.在本试验中,宇宙线快中子土壤水分监测方法在低纬度高原区是适宜的,对土壤水分空间变异性不敏感,对百米级范围的平均土壤含水量的测量准确可信,测量性能满足当前土壤含水量观测要求,且能够提供实时土壤水分信息,有效提高中尺度土壤水分监测效率与精度,为相关土壤水分监测研究与应用提供参考,对低纬度高原土地资源开发利用、环境保护、粮食自给等具有重要意义.