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基于COSMIC模型的宇宙射线中子反演荒漠-绿洲区土壤水分

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宇宙射线中子技术通过监测近地面中子强度,反演百米尺度范围内平均土壤水分状况,已成功应用于森林、草地和农田等生态系统.为验证COSMIC模型反演干旱区中尺度土壤水分的可靠性,本研究基于移动式宇宙射线中子技术在黑河中游荒漠-绿洲区开展了土壤水分观测试验.结果表明:荒漠-绿洲区监测到的中子强度在 350～715 counts·(30 s)-1,率定的高能中子强度(Ncosmic)为(38.5±2.2)counts·(30 s)-1,Ncosmic受下垫面性质影响;COSMIC模型(均方根误差RMSE=0.019 g·g-1)和N0参数法(RMSE=0.018 g·g-1)均能较好地估算中尺度土壤水分,考虑矿物晶格水的情况下,土壤水的反演精度更高;试验期间,绿洲区平均有效监测深度为19 cm,荒漠区为36 cm.COSMIC模型可用于荒漠-绿洲区宇宙射线中子反演土壤水分,结合陆面模型在实现近地面气象-水文-生态各要素数据同化方面具有较大潜力.
Retrieving soil moisture using cosmic-ray neutron technology based on COSMIC model in the desert-oasis region

cosmic-ray neutron technologydesert-oasissoil moistureCOSMICmesoscale monitoring

吴绍雄、张勇勇、赵文智、康文蓉、田子晗

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中国科学院西北生态环境资源研究院,临泽农田生态系统国家野外科学观测研究站,兰州730000

中国科学院大学,北京 100049

宇宙射线中子技术 荒漠-绿洲 土壤水分 COSMIC 中尺度监测

国家自然科学基金国家自然科学基金中国科学院青年创新促进会项目

42071044422307202020420

2023

10.13287/j.1001-9332.202309.023

应用生态学报
中国生态学学会 中国科学院沈阳应用生态研究所

应用生态学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：2.114
ISSN：1001-9332
年,卷(期)：2023.34(9)
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