乌兰察布市人工测墒与自动土壤水分仪测墒结果分析

乌兰察布市人工测墒与自动土壤水分仪测墒结果分析
郑丽娟
【摘要】通过对察右中旗2011年人工观测与GStar-Ⅰ C型自动土壤水分仪观测的数据进行对比,分祈两种观测方法存在的差异,为自动土壤水分监测仪投入业务化运行提供一定的科学依据.
【期刊名称】《内蒙古气象》
【年(卷),期】2015(000)002
【总页数】3页(P26-28)
【关键词】自动土壤水分仪;人工测墒;对比分析
【作者】郑丽娟
【作者单位】乌兰察布市气象局,内蒙古集宁012000
【正文语种】中文
【中图分类】S152.7
目前已报道的土壤水分测定法有20多种[1]，随着现代气象业务的发展，自动化的气象观测仪器在各地应用开来，并逐步替代了原有的人工观测方法。

乌兰察布市气象局于2010年10月在全市安装了6台河南省气象科学研究所研制的GStar-I C 型自动土壤水分观测仪，从2011年春季开始（土壤50 cm完全解冻），进行GStar-I C型自动土壤水分观测仪法与传统土钻法进行测墒对比试验[2]。

本文选取察右中旗作物地段数据进行对比分析，结果发现，同样的测墒环境下，两种测定方法对比分析基础数据均存在不同程度的差异。

通过两种方法的对比试验，为
GStar-I C自动土壤水分监测仪投入业务化运行提供一定的参考依据。

1 资料和方法
本文数据资料来源于2011年4月18日至9月28日的人工观测及GStar-I C自动土壤水分观测仪监测的土壤水分数据。

所测土层深度分别为10、20、30、40、50 cm,共5层。

GStar-I C土壤水分自动观测仪安装在察右中旗马铃薯种植地段，其中人工取土为每旬逢3、逢8日,降水量超过5 mm后需加测，取样点在GStar-I C土壤水分自动观测仪安装点2～10 m的范围,每次取4个重复。

自动土壤水分观测仪每24h不间断运行,获取不同深度土层的一组监测值,监测数据自动上传至专用数据库,可以方便提取。

分析方法采用对比差值和相关统计法，用于分析人工与自动土壤水分观测仪监测数据的比值和偏大率、两种数据的相关等。

2.1 人工与自动观测土壤体积含水量对比分析
试验结果表明，4—9月份，10、20cm两个层次的自动观测基础数据均比人工观测基础数据大。

10cm土层两种方法测定平均值差值在1.33～4.65范围,20cm土层两种方法测定平均值差值在1.37～5.33范围，表明20cm土层两种测定方法测定值差异性高于10cm测定值；10cm土壤两种方法测定平均值比值范围为
1.21～1.40，20cm土壤两种方法测定平均值比值范围为0.86～1.58,20cm土壤比值变化范围显著大于10cm土壤，变化趋势与差值趋势一致；两种测定方法偏大率10cm土壤变化范围在21.22%～39.99%，20cm土壤测试偏差率在
16.11%～58.19%。

30、40cm土层体积含水量与10、20cm土层体积含水量两种方法测定平均值变化规律与10、20cm土层体积变化规律相反。

2.2人工与自动观测土壤体积含水量的相关性分析
将察右中旗作物地段平行对比观测期间土壤体积含水量自动与人工观测数据绘成各土层随时间的变化曲线,多项式回归趋势基本能反映土壤含水量的变化趋势（见图
1-5）,相关性分析结果如下：
察右中旗作物地段土壤体积含水量人工与自动观测资料的一致性表现在20cm土层最好，10cm土层次之,30、40、50cm土层相对最差;与人工观测数据相比,自动观测数据的偏差大小与土层深度有关,其中10、20cm两个土层自动观测数据在2011年4—8月份大于人工观测数据,40、50cm土层在对比观测过程中，人工观测数据明显大于自动观测数据；而30cm土层在8月份自动观测数据大于人工观测数据，其余时段则相反。

尽管对比观测存在一定偏差,但整个分析时段内人工与自动观测数据序列的相关性在各层均表现显著,多项式回归趋势基本能反应土壤含水量的变化趋势;且最好相关也出现在一致性表现相对最好的20cm土层。

通过分析比较，可以看出自动土壤水分观测数据与人工观测数据之间偏差变化维持在较小的波动范围内，且符合规范要求。

分析GStar-I C型自动土壤水分仪与人工观测资料出现偏差的原因,有以下几个方面:一是自动仪器探头测点与人工取土测点的土壤水分本身差异造成数据偏差；二是自动土壤水分仪与人工观测的原理不同引起系统性偏差；三是由于自动土壤水分仪的位置是固定不变的，而人工取土的地点是不断变化的，这很容易造成对比时产生误差等现象。

但自动土壤水分仪的观测数据为时时数据，而人工观测只在每旬逢3、逢8日进行，在资料的连续性、代表性上较人工观测更有优势。

而且自动土壤水分观测仪避免了因人工观测而可能出现的操作失误、观测方法不同以及观测时间不一致导致的误差等，在保证自动土壤水分观测仪运行正常的情况下，保障了数据的准确率，故自动土壤水分观测仪在测墒过程中有其不可或缺的作用。

参考文献
[1]王纪华,黄文江,赵春江，等.提高中子仪测量农田耕层土壤水分精度初探[J].干旱地区农业研究,2002（3）:74-77,82.
[2]孟娟，耿俊平，祝新建.GStar-I(c)自动土壤水分监测仪与人工测墒精度对比分析[J].现代农业科技，2010（7）：294-296.。