土壤水是地表水與地下水的紐帶，在水資源的形成、轉(zhuǎn)化及消耗過(guò)程中有重要作用。土壤含水率是土壤的重要物理參數(shù)，對(duì)降雨徑流、蒸騰發(fā)及生態(tài)環(huán)境下墊面植被生態(tài)系統(tǒng)的影響等具有重要意義，土壤含水率也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件中的一項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)，對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)有至關(guān)重要的作用。土壤中有機(jī)養(yǎng)分的分解礦化離不開(kāi)水分，施入土壤中的化學(xué)肥料只有在水中才能溶解，養(yǎng)分離子向根系表面遷移，以及作物根系對(duì)養(yǎng)分的吸收都必須通過(guò)水分介質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此有效地測(cè)量和控制土壤水分含量是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)。
　　多年來(lái)，科研人員對(duì)土壤水分測(cè)量的研究從來(lái)都沒(méi)有停止過(guò)，各種測(cè)量技術(shù)層出不窮。目前土壤水分的測(cè)量方法有很多種：有烘干稱(chēng)重法，如恒溫箱烘干、酒精燃燒法、紅外線(xiàn)烘干等，有射線(xiàn)法，如中子儀法、γ射線(xiàn)法、計(jì)算機(jī)斷層掃描法，有介電特性法，時(shí)域反射法（TDR），探地雷達(dá)法，有核磁共振法，遙感法（RS）。在國(guó)家*編定的《農(nóng)業(yè)氣象觀(guān)測(cè)規(guī)范》中規(guī)定的是中子儀法和烘干稱(chēng)重法測(cè)定土壤濕度。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，近年來(lái)，部分臺(tái)站陸續(xù)布設(shè)了一些土壤水分測(cè)定儀進(jìn)行測(cè)量。河南省氣象科學(xué)研究所和中國(guó)華云技術(shù)開(kāi)發(fā)公司研制的基于FDR的土壤水分監(jiān)測(cè)儀，通過(guò)了*監(jiān)網(wǎng)司的考核。浙江省從2010年開(kāi)始也采用了該儀器。自2007年3月開(kāi)始浙江省在全省所有氣象臺(tái)站進(jìn)行人工取土觀(guān)測(cè)土壤水分（烘干法），2010年9月開(kāi)始在全省農(nóng)氣站及區(qū)域代表站布置自動(dòng)土壤水分觀(guān)測(cè)站（FDR），測(cè)量深度為1米，分為：0～10cm、10～20cm、20～30cm、30～40cm、40～50cm、50～60cm、70～80cm、90～100cm（以下分別稱(chēng)10cm、20cm、30cm……100cm）。2011年3月開(kāi)始對(duì)部分臺(tái)站進(jìn)行室內(nèi)標(biāo)定，并開(kāi)始實(shí)施人工對(duì)比觀(guān)測(cè)。至2011年12月底對(duì)誤差較大的土層進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)系數(shù)訂正。本文主要對(duì)安裝在大氣觀(guān)測(cè)場(chǎng)比較近的臺(tái)站進(jìn)行分析。各層土壤3小時(shí)含水量變化量與對(duì)應(yīng)3小時(shí)雨量具有良好的相關(guān)在平時(shí)（沒(méi)有降水時(shí)）土壤水分變化不大（體積含水率每小時(shí)變化不到1%），降水的下滲也需要一定的時(shí)間，我們通過(guò)各小時(shí)各種組合計(jì)算，3小時(shí)土壤水分變化與降水量的相關(guān)呈一峰值，之后由于水分的滲透、蒸發(fā)等相關(guān)性有所影響,可以看絕大部分臺(tái)站和層次都達(dá)到極顯著水平。
　　隨著雨勢(shì)大小的不同，各層體積含水率響應(yīng)時(shí)間不同土壤具有一定的儲(chǔ)水能力，在降水量沒(méi)有達(dá)到土壤過(guò)飽和時(shí)，上層土壤并不向下層滲透水分。據(jù)對(duì)一年來(lái)各次降水的土壤水分變化的分析，土壤通透性較好時(shí)，一般在過(guò)飽和達(dá)110%時(shí)向下層滲透較快（即下雨時(shí)常能測(cè)量到土壤水分相對(duì)濕度110%的含水量），雨停后有較明顯的濕度下降現(xiàn)象，逐漸降至田間持水量。圖1、圖2為在雨勢(shì)不強(qiáng)（每小時(shí)降水量在2.5毫米以下）時(shí)各層土壤含水量的變化情況。從圖1可以看出：2月10日3時(shí)開(kāi)始降水，前3小時(shí)降水全部?jī)?chǔ)存在10cm層中，從6時(shí)開(kāi)始，10cm出現(xiàn)過(guò)飽和，滲入20cm層，再過(guò)3小時(shí)，20cm層也出現(xiàn)過(guò)飽和，開(kāi)始滲入30cm層，直至降水結(jié)束，由于整個(gè)過(guò)程雨量不大，沒(méi)有滲入40cm及以下層。從11時(shí)開(kāi)始，隨著雨勢(shì)的減弱，10cm層濕度出現(xiàn)下降，逐漸靠近飽和含水量,14時(shí)開(kāi)始20cm濕度也出現(xiàn)下降。由于3月19、20日均有中等降水（10毫米以上），土壤各層均處于飽和狀態(tài)，21日4時(shí)開(kāi)始，隨著降水強(qiáng)度，首先是上面3層濕度依次出現(xiàn)增大峰值，第2次小過(guò)程后，第4層以下濕度也依次出現(xiàn)了峰值，而且到zui后雨勢(shì)減弱后各層都出現(xiàn)濕度下降現(xiàn)象。
　　土壤水分測(cè)定儀測(cè)定值有一定的差距，通過(guò)2011年3月至9月土壤水分的對(duì)比觀(guān)測(cè)分析，發(fā)現(xiàn)存在一定的差距，統(tǒng)一換算成體積含水率后進(jìn)行回歸分析，擬合出一元回歸方程，定出訂正系數(shù)，于2011年12月底代入，2012年1月繼續(xù)對(duì)比觀(guān)測(cè)。通過(guò)對(duì)代入訂正系數(shù)前后各層均值分析，可以看出，訂正前后均值有較大的差別。人工烘干法測(cè)定的土壤水分也具有一定的誤差根據(jù)農(nóng)業(yè)氣象觀(guān)測(cè)規(guī)范，測(cè)定土壤水分應(yīng)取4個(gè)重復(fù)，并要有一定的距離。根據(jù)仙居縣*2011年3月至2012年1月做對(duì)比觀(guān)測(cè)的11個(gè)月65次觀(guān)測(cè)，各層的平均誤差均方差分別為1.85、2.33、2.35、2.24、2.57、2.25、2.52、2.76。所以，在對(duì)比觀(guān)測(cè)期間土壤濕度變化不大，有極大部分次數(shù)比各次重復(fù)內(nèi)的變化還小，利用方差分析，會(huì)出現(xiàn)組間的變化不顯著。直接以人工觀(guān)測(cè)為標(biāo)準(zhǔn)，并與人工觀(guān)測(cè)值進(jìn)行線(xiàn)性擬合，將存在極大的隨機(jī)性：會(huì)出現(xiàn)相關(guān)極小，導(dǎo)致回歸系數(shù)小，甚至為零（結(jié)果以后體積含水率永遠(yuǎn)是個(gè)常數(shù)）或?yàn)樨?fù)值（顯示的數(shù)值與所測(cè)的土壤體積含水率有相反的變化規(guī)律），這顯然是不合理的。
　　土壤水分測(cè)定儀能較好地監(jiān)測(cè)到土壤含水量的變化。所測(cè)土壤上下各層濕度變化具有很好的相關(guān)，與同期降水量也有極顯著的相關(guān)關(guān)系；在降水強(qiáng)度較小時(shí)，濕度增大從上層逐層下移，而且過(guò)飽各相對(duì)濕度可達(dá)110%左右；各層土壤水分含量的快慢與降水強(qiáng)度、土壤質(zhì)地均有一定的關(guān)系。通過(guò)大量的試驗(yàn)研究，土壤水分測(cè)定儀具有一定的理論依據(jù)和實(shí)用價(jià)值，體積含水率的誤差和相對(duì)誤差在1%和6%以?xún)?nèi)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于業(yè)務(wù)化檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)誤差≤5%的要求。但在推廣過(guò)程中操作遠(yuǎn)沒(méi)有試驗(yàn)階段的精細(xì)，如有的安裝套管與土壤接觸程度很差等，訂正前后的平均值之差基本都超過(guò)業(yè)務(wù)化檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，所以安裝時(shí)一定要注意仔細(xì)操作。在對(duì)比觀(guān)測(cè)期間，土壤濕度變化較小，不能忽略人工取土造成的誤差，這樣做出的訂正系數(shù)缺乏代表性，甚至出現(xiàn)違反常規(guī)的變化規(guī)律。《自動(dòng)土壤水分觀(guān)測(cè)規(guī)范（試行）》中規(guī)定田間標(biāo)定以?xún)x器觀(guān)測(cè)的10cm土層體積含水量變化為判斷標(biāo)準(zhǔn)，在小于10%、10%-15%、15%-20%、20%-25%、25%-30%、30%-35%和大于35%等七個(gè)不同土壤水分體積含水量區(qū)間進(jìn)行相應(yīng)的人工對(duì)比觀(guān)測(cè)。原則上每一個(gè)土壤體積含水量等級(jí)樣本數(shù)不少于4個(gè)，總樣本數(shù)不少于30個(gè)。如果按照上面要求，對(duì)比觀(guān)測(cè)期間的體積含水率的均方差應(yīng)該在9%以上，這樣人工取土造成的影響就能減少到zui小。