目前,气象部门已开始在全国范围内应用程序自动土壤水分测定仪,为了实时连续监测土壤水分,但是最终每个监控部分如何科学部署工具缺少基础;此外,当前的研究发展迅速,遥感监测土壤水分的被动微波遥感方法基于表层土壤介电特性被认为是土壤水分反演的方法之一
      微波在土壤中的穿透深度随频率的增高而迅速降低, 对于裸露的潮湿土壤, 微波的穿透深度一般只有几厘米, 有研究认为, 波长 21cm 的波段宜用于监测土壤水分, 而 21cm 的微波在湿润土壤中的穿透深度约为 5cm, 但表层 5cm 的土壤湿度能否反映作物生长的土壤水分供应条件并没有受到注意。本文旨在通过分析农田中土壤水分的空间关系和时间变化特征, 探讨农田土壤水分的时空特性对其监测信息代表性的影响, 为合理有效地布设农田土壤水分自动化业务监测系统提供理论依据, 为土壤墒情微波遥感监测方法研究提供有益的借鉴。
      在科研和业务中一般用土壤重量含水率表示土壤水分状况。用土钻取土烘干的方法直接测得土壤重量含水率。对于某个测点来说, 如果测定的各个环节都严格按照观测规范的要求操作, 可以认为其测量结果为该点土壤湿度的真值。因此, 本文用烘干法测取的田间土壤湿度数据来分析农田土壤水分的时空变化和关系。
      中国气象科学研究院固城生态与农业气象试验站位于河北省定兴县境内,地处华北平原北部高产农业区, 主要农作物为冬小麦和夏玉米,年均降水量528mm, 地下水埋深约 15m。站内10hm2大田, 开阔平坦, 种植的作物及管理措施一致,土壤质地为中性壤土,0-100cm 土层平均田间持水量为23141%,冬小麦生长季一般分五次抽取地下水灌溉,玉米生长季只在播种时浇一水, 均采用喷灌的方式。
      土壤水分的时间变化(211)和各层关系分析(213)中利用了固城站每旬一次的业务观测资料,采用 4个测点的平均值, 观测深度2m, 表层10cm每5cm一层,10cm以下每10cm一层; 资料年代为 2005- 2008年。土壤湿度水平变异特征观测试验于2009年8-11月在站内一块100m @100m 的大田中进行,试验时下垫面先后为处于生长中后期的玉米、裸土和出苗期的小麦。