生物量含水量对基于近地表伽马能谱法评估土壤水分的影响

在近地表伽马能谱法中，辅以充分的标定并针对生长中生物量进行校正，是一种有效的田块尺度技术，可用于连续监测表层土壤水分动态，并有望作为自动灌溉调度的决策支持工具。本研究证明该方法有潜力成为最佳的时空权衡方法之一，可充当点尺度与卫星视场之间的连接环节。考虑到探测器位置下方存在生长植被所引起的非恒定校正，从理论上推导了土壤水分与伽马信号之间的反比关系。生物量导致的伽马信号衰减采用基于蒙特卡洛的方法建模为等效水层，其厚度随作物生命周期演化而随时间变化。通过在一块0.4公顷番茄（Solanum lycopersicum）试验田中连续7个月获取陆地伽马辐射，证明了该方法的可靠性与有效性。我们证明，只有恰当修正生物量屏蔽带来的系统效应，安装于农田的永久伽马站才能可靠探测表层土壤含水量。由辐射测量推断并经生物量校正的土壤含水量实验值，与不同土壤水分水平下获取的重力数据对比，在裸土条件下平均百分比相对偏差约为3%，植被期约为4%。校正后土壤含水量值的时间演化所呈现的动态范围，在凋萎点、田间持水量与饱和度方面与土壤水力特性相一致。