3He管中子土壤水分测量装置提高测量精度

张 杰，刘 刚，李保国，李贵桐



3He管中子土壤水分测量装置提高测量精度

张 杰，刘 刚※，李保国，李贵桐

（中国农业大学资源与环境学院，北京 100193）

宇宙射线中子法是一种先进的测定区域土壤水分含量的方法，但国内外对其制约因素的研究仍不成熟。该研究利用商业化宇宙射线中子仪（CRS1000）和自己组装的3He管中子水分探测器（3He管），在中国农业大学上庄试验站对土壤含水量进行持续监测，将测量的结果与烘干法测量的结果进行对比分析，验证2种仪器测量的准确性和稳定性，并比较2种仪器对土壤水分变化响应的灵敏性差异。研究结果显示，CRS1000和3He管具有较高的稳定性，在太阳活动剧烈时，有必要考虑对中子入射强度进行校正；通过与烘干法获得的土壤水分数据比较，CRS1000和3He管测量数据的均方根误差分别为0.036、0.015 cm3/cm3，说明2种仪器进行土壤水分测量的结果非常准确；利用2种仪器获得的土壤水分曲线的变化趋势具有较高的一致性，在降水事件发生时，2种仪器都迅速作出响应，但3He管对土壤水分变化的反应更加灵敏，测量精度更高。同时，组装的3He管中子水分探测器成本约为商业化宇宙射线中子仪的1/2，降低了成本，具有更加广阔的应用前景。

土壤；水分；传感器；CRS1000；3He管

0 引 言

土壤水分是生态系统中水资源循环的重要组成部分，在地表和大气之间的物质和能量交换过程中充当着非常重要的角色，土壤水分也是农田作物生长发育的基本条件和农田作物产量预报的重要参数[1]；……