| 9种介电类水分传感器对风沙土含水率的测定精度及校准模型比较 |
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| 引用本文： | 曹尤淞,肖 波.9种介电类水分传感器对风沙土含水率的测定精度及校准模型比较[J].西北农林科技大学学报(社会科学版),2024,52(3):123-135. |
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| 作者姓名： | 曹尤淞 肖 波 |
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| 作者单位： | 中国科学院 教育部 水土保持与生态环境研究中心;中国科学院 水利部 水土保持研究所;中国科学院大学;中国科学院 教育部 水土保持与生态环境研究中心;中国科学院 水利部 水土保持研究所;中国农业大学 土地科学与技术学院,农业农村部 华北耕地保育重点实验室 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金面上项目（42077010）；中国科学院“西部之光”人才培养引进计划项目（2019） |
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| 摘 要： | 【目的】比较不同水分传感器对风沙土含水率的测定精度，并建立校准模型，为旱区农业水土资源的高效利用提供理论依据。【方法】以METER、Acclima和Truebners三大制造商生产的9种介电类水分传感器为对象，以典型风沙土为供试土壤，通过室内校准试验比较各种传感器对土壤含水率的测定精度，评估其在风沙土上的适用范围、准确度、精密度及其影响因素，并构建不同传感器测定风沙土含水率的校准模型，比较不同校准模型的精度。【结果】（1）默认模型下，与其他传感器相比，MAS-1和EC-5的测定精度较高，其均方根误差（RMSE）分别为0.020和0.027，平均偏差误差（MBE）分别为0.016和0.024，斜率（k值）分别为0.943 3和0.940 3，决定系数（R2）分别为0.926和0.938。（2）土壤含水率范围影响传感器的测定精度。各传感器在低含水率下的RMSE平均值比中、高含水率分别减小了40.9%和42.6%，MBE平均值减小了61.8%和59.9%，而R2平均值提高了0.7%和11.3%。其中，低含水率时EC-5和TDR-315H的精度较高，而中、高含水率下MAS-1的精度均较高。对于含水率相同的土壤，各传感器的测定结果差异较大，且含水率越高差异越大。（3）与默认模型相比，校准模型的RMSE和MBE平均减小了48.8%和72.6%，纳什系数(NSE)和R2提高了70.7%和4.5%。经模型校准后，5TE和TEROS-12测定精度的增幅最大，而TDR-315H的测定精度相对最高。此外，传感器测定的风沙土含水率默认值与校准值具有较高的拟合精度，通过模型转换可实现对默认值的二次校准。【结论】综合评估测定精度、使用寿命和售价，MAS-1、EC-5和TDR-315H可作为风沙土含水率监测的优先传感器备选，且利用风沙土的校准模型对传感器进行标定十分重要。
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| 关 键 词： | 土壤体积含水率 介电常数 水分传感器 农业水土资源 生态水文过程 旱区农业 |
| 收稿时间： | 2023/1/3 0:00:00 |
Performance and calibration of nine dielectric moisture sensors in measuring water content of aeolian sandy soil |
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| CAO Yousong,XIAO Bo.Performance and calibration of nine dielectric moisture sensors in measuring water content of aeolian sandy soil[J].Journal of Northwest Sci-Tech Univ of Agr and,2024,52(3):123-135. |
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| Authors: | CAO Yousong XIAO Bo |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | soil volumetric water content dielectric constant moisture sensor agricultural water and soil resources eco-hydrological process agriculture in arid area |
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