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土壤水分监测的研究进展1 樊毅周芸耿琳 (四川省水利科学研究院，成都，610072) 摘要：水分是天然十壤的一个重要组成部分．士壤水分是影响农业生产诸多冈素中的一个 重要冈素，它在空间、时间上的分布变化将商接影响剑农作物的生长发育和农作物最终的收成。因 此，研究和了解十壤水分，无论在理论上还是生产上都有着重要意义。本文简要介绍和评述了国内 外十壤水分监测的各种方法，分析了十壤水分监测的研究现状，并展望了其发展趋势。目前，土壤 水分监测正从传统的静态、不连续、小范嗣监测向动态、连续、大范围监测发展。 关键词：土壤水分监测 遥感 ·3S，技术地统计学 1引言 十壤水分是十壤的一个重要物理参数，它对于植物的生长具有重要的意义，同时十壤水分状况 对于降雨产流有重要的影响，对十壤水分及其变化的监测是农业、水文、环境和水．十保持等研究工 作中的一个基础．I：作…。快速、准确地测定农田十壤水分对‘『．探明作物生长发育期内．+壤水分盈亏， 以便做出灌溉、施肥决策或排水措施等具有重要意义。 由于十壤结构及十壤水分的空问变异性造成了同一地块中十壤含水量的不同盟，同时同一地块 中土壤含水量也是随时问变化的，这种十壤水分随空间和时间变化的性质决定了十壤水分的监测必 须是动态的、实时的。常规的十壤水分监测方法由丁取点位置及布局的问题，观测的代表性通常较差， 且无法实现人范嗣的实时动态监测，只能小面积可朋。”。随着遥感技术的发展，使人面积十壤水分 实时动态监测成为可能，特别是随着RS、GIS与GPS的融合一体化，促进了十壤水分遥感监测精度的提 高。 2土壤监测方法概述 2．1土壤水分监测方式 十壤水分监测是通过一定的方式获得+壤水分数据，以此作为与水资源管理有关的重要依据。 目前十壤水分监测的主要方式有：以建立同定的墒情监测站点的方式，例如通过±ll!设不同深度十壤 水分传感器的方法，实时地测墙十壤水分的变化情况；以移动的方式，通过一定的测鼙手段，从十 壤中获得水分信息；通过p^!遥感、航空遥测、雷达等方式，间接的获得十壤水分信息¨’。前面两 种属丁传统的测鼙方式，第三种测量方式在美国、中国等都己开展研究，但还需要经过较长时间才 能达到实用，同时也离不开地面实测值的检验与支持。 2．2土壤水分测定方法及评价 十壤水分的测量有多种方法，一是直接测量十壤的重量含水量和容积含水量，如烘干称重法、 中子仪法、测量十壤传导性等，另一类是测量士壤的基质势，如张力仪法、电阻块法、干湿计法等 嫡1，以F介绍部分常规的测定方法。 2．2．1烘干法 最基本的直接测定十壤含水率方法，义称重量测定法。烘干法简单直观，但是采样会干扰田间 十壤水分的连续性，在田问会留-卜．的取样孔，会切断作物的某些根系并影响十壤水分运动，且不能 连续观测某处的十壤含水率。 2．2．2瓶筒法 利HJ容器测量十壤水分的～种方法；瓶筒法不需要烘干-十样，所需仪器简单，可快速测量，其 测量时间通常只是常规烘干法的l／24；主要缺点是测量精度不太稳定原冈是十样中空气排除的程度 不易掌握”’。 2．2．3中子仪法 。基金项目：国家科技支棒计划谖题(2007BAD88808)；四JII公益性科技攻关专项(2007NGY001) 十壤中水是引起快中子转化为慢中子的主要因素，即十壤含水量越火，慢中子探测器探测的慢 中子流的密度就越犬。优点是方便、快速、不扰动十壤，可在同一地点进行多次测量，测量水分的 范同宽，不受滞后影响，还可与自动记录系统和计算机连接。但率定：j：作曲线确定具有～定的难度， 深度分辩不够准确，对表层十壤水分的测定精度低泌1。 2．2．4张力仪法 该法研究起步较早，主要通过测量十壤基质势来间接获得土壤含水量。该法结构及原理都比较 简单，可以在线实时测量，而且可以确定水在十壤内的流动方向和渗透深度。其缺点是测量范同很 大程度上受十质的影响，同时该法存在滞后和同环，影响其测量速度【51． 2．2．5Y射线透射法 Y射线透射法是一种间接测定法，其利J{{放射源(铯一137)放射出Y线，用探头接收Y射线 透过十体后的能量，与-十壤水分含量换算得剑。Y射线透射法与中子仪法具有许多相同的优点，且 比中子仪的垂直分辨率高，但是Y射线的率定，J：作曲线确定具有一定的难度，同时也危害人体健康 17J ●