湖北省自動(dòng)土壤水分站容積含水率訂正系數(shù)閾值探討

劉銀秀，陳 寧，劉 瑩，匡曉為

（湖北省氣象信息與技術(shù)保障中心，武漢 430070）

土壤主要由無(wú)機(jī)物（45%）、有機(jī)物（5%）、空氣（12%）和水分（38%）4種成分組成［1］。中國(guó)作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，土壤作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的最基本生產(chǎn)資料，其水分含量是關(guān)鍵的物理參數(shù)，在農(nóng)作物的水分吸收和養(yǎng)分交換過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用［2，3］。此外，土壤水是聯(lián)系地表水和地下水的紐帶，還能通過(guò)改變地表反照率、土壤熱容量以及向大氣輸送潛熱和感熱等方式對(duì)氣候變化和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響［4-8］。因此，準(zhǔn)確測(cè)量和訂正土壤水含量具有重要的實(shí)際意義和科學(xué)價(jià)值。

土壤水分的測(cè)量方法分為直接法和間接法。直接法即直接測(cè)量土壤中的重量含水量和容積含水率，最常見的方法為烘干稱重法，測(cè)量準(zhǔn)確，但耗時(shí)長(zhǎng)，不具備實(shí)時(shí)性；間接法則是利用土壤中水分所具有的某些特性來(lái)間接推求出土壤含水量，主要包括頻域反射測(cè)量法（FDR）、時(shí)域反射測(cè)量法（TDR）、張力計(jì)測(cè)量法等［9-14］。中國(guó)土壤水分自動(dòng)觀測(cè)站布設(shè)的DZN3型自動(dòng)土壤水分觀測(cè)儀采用的是FDR測(cè)量技術(shù)，該方法具有測(cè)量速度快、測(cè)量精度高，同一地點(diǎn)下可以連續(xù)多次測(cè)量且不破壞土壤等優(yōu)點(diǎn)［15］。但在DZN3型儀器測(cè)量值轉(zhuǎn)換為土壤容積含水率終值的過(guò)程中，需根據(jù)公式Y(jié)=A0+A1X進(jìn)行訂正，其中，A0和A12個(gè)訂正系數(shù)由各站點(diǎn)的人工觀測(cè)資料來(lái)確定。由于自動(dòng)測(cè)量?jī)x器與人工觀測(cè)的原理不同，并且可能存在自動(dòng)站設(shè)備不穩(wěn)定和人工觀測(cè)誤差等因素，導(dǎo)致訂正系數(shù)存在一定的不確定性［16］。有研究指出，在進(jìn)行人工與自動(dòng)觀測(cè)的土壤水分對(duì)比工作時(shí)，當(dāng)出現(xiàn)土壤水分總的平均絕對(duì)誤差值偏大時(shí)，要分析分層次土壤水分平均絕對(duì)誤差值是否存在異常，如果分層次有異常，就需要分析相對(duì)應(yīng)的人工土壤水分觀測(cè)的4個(gè)土壤重量含水量是否有異常［17］。研究發(fā)現(xiàn)，儀器和人工測(cè)量誤差是造成江蘇省土壤水分觀測(cè)平均絕對(duì)誤差值偏大的重要原因。針對(duì)土壤水分觀測(cè)資料的質(zhì)量控制也開展了許多研究，有學(xué)者采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，分析不同深度人工觀測(cè)土壤水分資料的歷年分布和極值狀況，確定各層土壤水分資料的閾值并應(yīng)用于自動(dòng)土壤水分觀測(cè)業(yè)務(wù)，以提高土壤水分資料的應(yīng)用價(jià)值［18］。張喜英等［19］利用觀測(cè)數(shù)據(jù)建立了適合于常德市的土壤水分閾值和質(zhì)量控制方案。對(duì)于特定型號(hào)的傳感器，有學(xué)者采用更加細(xì)致的分階段方法進(jìn)行標(biāo)定［20-24］。以往自動(dòng)土壤水分資料的質(zhì)控研究中，質(zhì)控對(duì)象主要是訂正后的土壤容積含水率及其衍生要素（如土壤相對(duì)濕度、重量含水率、有效水分貯存量等），關(guān)于土壤容積含水率器測(cè)值、標(biāo)定方程系數(shù)質(zhì)量控制的研究較少。因此，本研究首先對(duì)監(jiān)利土壤水分自動(dòng)站的歸一化頻率和容積含水率器測(cè)值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，進(jìn)而對(duì)容積含水率訂正公式中A0和A12個(gè)訂正系數(shù)的取值范圍進(jìn)行了探究。

1 資料與方法

1.1 資料來(lái)源

本研究資料來(lái)源于湖北省氣象信息保障中心，主要為湖北省46個(gè)自動(dòng)土壤水分觀測(cè)站的氣象資料和土壤水分資料。

中國(guó)氣象局陸面數(shù)據(jù)同化系統(tǒng)（CLDAS-VI.0）由陸面驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)融合和陸面模式模擬兩部分組成［25］?；隍?qū)動(dòng)數(shù)據(jù)，選取Canrmmity Land Model 3.5（CLM 3.5）作為CLDASVI.0系統(tǒng)的陸面模式進(jìn)行模擬試驗(yàn)，學(xué)者對(duì)土壤模擬評(píng)估結(jié)果較好。為研究需要，利用從國(guó)家氣象信息保障中心獲取的CLDAS 6.25 km網(wǎng)格距5個(gè)層次的格點(diǎn)逐小時(shí)土壤水分資料，選取2016年7月至2017年12月逐小時(shí)CLDAS土壤容積含水率數(shù)據(jù)，采用水平雙線性內(nèi)插、垂直線性內(nèi)插的方法，插值到湖北省46個(gè)自動(dòng)土壤水分站點(diǎn)、8個(gè)層次。

1.2 觀測(cè)儀器及數(shù)據(jù)處理

自動(dòng)土壤水分觀測(cè)站逐小時(shí)資料包含4個(gè)要素，即土壤容積含水率、土壤相對(duì)濕度、土壤重量含水率和土壤有效水分貯存量，均為整點(diǎn)小時(shí)前土壤測(cè)量深度10 cm的平均值。土壤測(cè)量深度共有8層，分別為10、20、30、40、50、60、80、100 cm。FDR系列的土壤水分儀利用電磁脈沖原理，根據(jù)電磁波在土壤中傳播頻率來(lái)測(cè)試土壤的表觀介電常數(shù)（ε），利用傳感器在不同土壤含水量中的SF（歸一化頻率）變化來(lái)得到土壤容積含水率（θv），兩者的關(guān)系如式（1）所示。

式中，a、b為待定參數(shù)；SF為土壤水分傳感器采集的信號(hào)經(jīng)處理后的歸一化頻率。

Sentek公司DZN3型自動(dòng)土壤水分觀測(cè)儀出廠時(shí)所提供的歸一化頻率和容積含水率之間的關(guān)系如式（2）所示。

式中，A=0.195 7；B=0.404；C=0.028 52。

由式（2）可推導(dǎo)出：

容積含水率儀器測(cè)量值與人工測(cè)定值呈2次函數(shù)關(guān)系，通過(guò)擬合方程（訂正公式），對(duì)每一測(cè)量層的儀器原始值進(jìn)行數(shù)據(jù)訂正。訂正后如式（4）所示。

式中，X為儀器測(cè)量值θv，Y為人工測(cè)定值或終值。

根據(jù)Taylor中值定理［14］，如果函數(shù)f(x)在含有x0的某個(gè)開區(qū)間（a，b）內(nèi)具有直到（n+1）階的導(dǎo)數(shù)，則對(duì)任一X∈(a,b)有：

式（4）中，Y相當(dāng)于f（x），其最高導(dǎo)數(shù)的階數(shù)為2階，故取n=1。

f（x）按(x-x0)的冪展開的帶有Peano余項(xiàng)的n階泰勒公式［14］。

因此有(X-X0)+ο[ (X-X0)]，忽略無(wú)窮小量，整理得Y≈(B0-B2X02)+(B1+2B2X0)X，實(shí)際應(yīng)用中，令

得到實(shí)際訂正公式（也稱標(biāo)定方程）為：

對(duì)湖北省監(jiān)利站2020年3—4月的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行研究。以歸一化頻率、土壤容積含水率訂正系數(shù)、土壤水分物理系數(shù)為原始資料；由式（3）計(jì)算器測(cè)容積含水率；由式（5）計(jì)算容積含水率終值（也稱訂正后的土壤容積含水率）。用每天20：00的土壤容積含水率資料代表當(dāng)天土壤容積含水率的日值。

相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法如下。

設(shè)SF(h,d1)分別表示h厘米、日期d1的歸一化頻率，SF(h,d2-d1)表示h厘米、日期d2的歸一化頻率比日期d1的增加值，則有：

用f(h)表示h厘米、日期d2比日期d1的歸一化頻率的增加百分比。

對(duì)容積含水率終值的統(tǒng)計(jì)方法同式（6）、式（7）。基本統(tǒng)計(jì)對(duì)象由“歸一化頻率”變?yōu)榱恕叭莘e含水率終值”。

60 cm容積含水率逐日增值由式（8）求得。

式中，Q(d)代表當(dāng)日60 cm器測(cè)容積含水率；Q(d-1)代表前一日60 cm器測(cè)容積含水率，Δ[ ]Q(d)代表當(dāng)日60 cm器測(cè)容積含水率增值。當(dāng)Δ[Q(d)]＜0時(shí)，表示比前一日器測(cè)容積含水率減少。訂正后的容積含水率增值的計(jì)算方法依此類推。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)現(xiàn)A1出現(xiàn)負(fù)值和＜0.1的小值不合理——以監(jiān)利站、房縣站為例

2.1.1 監(jiān)利站降水和歸一化頻率實(shí)況 監(jiān)利站2020年3—4月逐日降水量情況如下，3月10—24日無(wú)降水，3月25日雨量54.5 mm，4月12—17日無(wú)降水，4月18—20日的日雨量依次為22.6、7.5、26.7 mm。

監(jiān)利站8個(gè)層次的2020年3—4月逐日20：00傳感器歸一化頻率及日雨量折線如圖1所示。利用圖1中的SF，計(jì)算每一個(gè)對(duì)應(yīng)的器測(cè)容積含水率。如3月24日60 cm歸一化頻率SF=0.836 7，代入式（3）得容積含水率器測(cè)值為33.410；再將A0=65.554，A1=-0.745 3，代入式（5）得到容積含水率終值40.61。

圖1 監(jiān)利站2020年3—4月逐日各層土壤歸一化頻率及日降水量日序變化

2.1.2 監(jiān)利站2次強(qiáng)降水后歸一化頻率、容積含水率終值增值分析3月25日、4月18—20日是監(jiān)利站2次強(qiáng)降水過(guò)程。監(jiān)利站2次強(qiáng)降水后歸一化頻率增加百分比如表1所示，2次強(qiáng)降水后容積含水率終值的增加百分比如表2所示。

由表1和表2可見，2次強(qiáng)降水過(guò)程后，8個(gè)層次中除土壤測(cè)量深度60 cm外，土壤歸一化頻率、容積含水率終值的綜合增加百分比均為正值。60 cm土壤綜合增加百分比為1.14%，但容積含水率增加百分比為-1.82%，也就是說(shuō)出現(xiàn)大的降水后，容積含水率下降，且降幅較大。對(duì)于以上歸一化頻率值對(duì)降水正響應(yīng)、容積含水率終值對(duì)降水負(fù)響應(yīng)的情況，從考察器測(cè)容積含水率對(duì)降水的響應(yīng)情況來(lái)追根溯源。

表1 監(jiān)利站2次強(qiáng)降水后歸一化頻率增值情況

表2 監(jiān)利站2次強(qiáng)降水后容積含水率終值增值情況

2.1.3 土壤容積含水率斜率項(xiàng)訂正系數(shù)A1為負(fù)值的表現(xiàn)與討論 監(jiān)利站2020年3月土壤測(cè)量深度60 cm容積含水率逐日增值如表3所示。從表3可見，2—31日“器測(cè)容積含水率增值”和“訂正后容積含水率增值”30對(duì)數(shù)據(jù)符號(hào)完全相反。如3月25日強(qiáng)降水后，器測(cè)容積含水率比前一天增加了1.118，訂正后的容積含水率比前一天卻減少了0.83。監(jiān)利站土壤測(cè)量深度60 cm容積含水率標(biāo)定方程截距A0和斜率A1分別為65.554、-0.745 3。相反地是，監(jiān)利站土壤測(cè)量深度60 cm外的7個(gè)層次斜率系數(shù)A1均大于0。

表3 監(jiān)利站2020年3月60 cm容積含水率逐日增值 （單位：%）

在標(biāo)定方程式（5）中，器測(cè)容積含水率、容積含水率終值隨時(shí)間變化，均是時(shí)間的函數(shù)。在標(biāo)定方程兩邊同時(shí)對(duì)時(shí)間t求偏導(dǎo)數(shù)：

因此，標(biāo)定方程式（5）中，斜率A1實(shí)際上是將器測(cè)容積含水率隨時(shí)間的增值放大的倍數(shù)。當(dāng)A1＜0時(shí)，容積含水率終值和器測(cè)容積含水率的隨時(shí)間變化呈反位相，即當(dāng)器測(cè)容積含水率隨時(shí)間增加時(shí)，容積含水率終值卻隨時(shí)間減少，這樣就違背了DZN系列土壤水分站測(cè)濕工作原理。

2.1.4 訂正系數(shù)A1＜0.1時(shí)的表現(xiàn) 房縣站2020年7—10月10 cm標(biāo)定方程式（5）的斜率項(xiàng)A1=0.005 7，截距項(xiàng)A0=25.604。房縣站2020年7—10月土壤測(cè)量深度10 cm逐小時(shí)容積含水率終值與降水量的變化見圖2。由圖2可以看出，因斜率項(xiàng)太小，容積含水率終值大小基本受截距項(xiàng)左右，穩(wěn)定在25%左右。故土壤容積含水率斜率項(xiàng)訂正系數(shù)A1不能太小。

有鑒于清季官場(chǎng)用人亂象和運(yùn)作機(jī)制的紊亂，北京臨時(shí)政府認(rèn)為在改建共和之際，用人行政不能新瓶裝舊酒，理當(dāng)有革故鼎新之氣象。據(jù)《大公報(bào)》載，“目前袁總統(tǒng)特諭親族及幕友人等，現(xiàn)改共和政體，革故鼎新，自應(yīng)除百弊，凡有用人行政，原屬公權(quán)，殊非一人之私，嗣后簡(jiǎn)任官缺均須選用賢才，汝等各宜自愛，不準(zhǔn)徇情濫舉，援引私人”⑧。袁世凱頒布命令，主張“以慎重用人為要素”，決計(jì)概不起用因贓私而去任的舊清大員，將劣跡照章，并對(duì)這些前清舊員另單存記，總計(jì)20多名，“以防日久有人推薦，混跡其間”。⑨

圖2 房縣站2020年7—10月土壤測(cè)量深度10 cm逐小時(shí)容積含水率終值與降水量時(shí)序變化

2.2 土壤容積含水率2個(gè)訂正系數(shù)的界限值

2.2.1 訂正系數(shù)的界限值初值的確定 在標(biāo)定方程式（5）中，器測(cè)容積含水率X大于0。A1既不能為負(fù)值，也不能太小。根據(jù)相關(guān)研究，容積含水率的上限值為60%（土壤水分自動(dòng)站逐小時(shí)資料質(zhì)量控制方案（2016版）國(guó)家氣象信息中心）。此外，根據(jù)式（3），繪制湖北省容積含水率（%）與歸一化頻率關(guān)系（圖3）。歸一化頻率的上限值是100%（也就是1）。由圖3可見，當(dāng)容積含水率為53%時(shí)，歸一化頻率SF超過(guò)1。

由式（2）可知，歸一化頻率SF大于0.028 52，當(dāng)SF=0.028 746 5時(shí)，器測(cè)容積含水率為2%（圖3）。除非是在極度沙漠化地區(qū)，器測(cè)容積含水率的極小值應(yīng)該不會(huì)小于2%，故設(shè)器測(cè)容積含水率的下限值為2%。

圖3 湖北省歸一化頻率與容積含水率的關(guān)系

假設(shè)實(shí)際容積含水率隨時(shí)間的增值為50%，相應(yīng)的器測(cè)容積含水率隨時(shí)間的增值僅為5%；或者實(shí)際的容積含水率隨時(shí)間的增值僅為5%，相應(yīng)的器測(cè)容積含水率隨時(shí)間的增值卻為50%，器測(cè)容積含水率隨時(shí)間的增值與實(shí)際的容積含水率隨時(shí)間的增值被放大（縮?。?0倍，器測(cè)容積含水率就失去了它自身的意義。這種情況下，需要從儀器的性能、安裝環(huán)境、現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定角度找原因。

不妨將器測(cè)容積含水率隨時(shí)間的增值與實(shí)際的容積含水率隨時(shí)間的增值的放大（縮?。┍稊?shù)達(dá)10倍作為A1界限值標(biāo)準(zhǔn)。

以X、Y、A1的界限值確定A0的界限值。

根據(jù)式（5）可得：

由表4可知，A0的范圍太大，遠(yuǎn)超出了Y的界限值。在式（5）中，Y的組成主體應(yīng)該是A1X，其次才是A0。放寬A0在Y中的占比到60%以下，則有

表4 土壤容積含水率2個(gè)訂正系數(shù)的界限值試算

綜上所述，A0、A1的界限值分別為-36＜A0＜36、0.1＜A1＜10。

2.2.2 湖北省訂正系數(shù)界限值的經(jīng)驗(yàn)值 根據(jù)湖北省46個(gè)自動(dòng)土壤水分站（每站土壤測(cè)量深度分別為10、20、30、40、50、60、80、100 cm，共8個(gè)層次）A0和A1土壤容積含水率訂正系數(shù)在實(shí)際中的表現(xiàn)，得出一般情況下湖北省土壤容積含水率訂正系數(shù)閾值。

以10～30 cm為淺層，40～50 cm為中層，80～100 cm為深層，平原低洼地區(qū)60 cm為深層，鄂西北、山地丘陵地區(qū)60 cm為中層。湖北省土壤平均情況是上干下濕，且一般來(lái)說(shuō)，淺層土壤濕度受降水、氣溫、光照的影響最大，變幅也最大；深層土壤濕度大，且變幅最?。恢袑油寥罎穸茸兎橛跍\層、深層之間。

根據(jù)湖北省歷年人工土壤水分觀測(cè)資料，同時(shí)考慮強(qiáng)降雨積水后的過(guò)飽和狀態(tài)（因人工取土?xí)r土鉆不可能取出過(guò)飽和的水滴），得出湖北淺層土壤相對(duì)濕度年變幅在40%～80%；中層土壤相對(duì)濕度年變幅在20%～70%；深層土壤相對(duì)濕度年變幅在10%～60%。一般情況下，湖北省飽和狀態(tài)下（非過(guò)飽和狀態(tài)）容積含水率的值為36%～45%。

容積含水率變幅=飽和狀態(tài)容積含水率×相對(duì)濕度變幅。

由相對(duì)濕度變幅、湖北省飽和容積含水率的范圍值推導(dǎo)出容積含水率變幅，見表5。如淺層容積含水率變幅百分率的下限為14.4%；淺層容積含水率變幅的上限為36.0%。

計(jì)算湖北省2016年7月到2017年12月所有觀測(cè)站（層）的器測(cè)容積含水率與容積含水率終值小時(shí)值的相關(guān)系數(shù)r1，如不出現(xiàn)特殊情況（比如更換儀器感應(yīng)探頭），理想狀況下其相關(guān)系數(shù)應(yīng)接近1。

利用2013年經(jīng)過(guò)質(zhì)量控制的中國(guó)氣象局業(yè)務(wù)化自動(dòng)土壤水分觀測(cè)站實(shí)況數(shù)據(jù)、青藏高原試驗(yàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)及國(guó)際同類產(chǎn)品對(duì)CLDAS模擬結(jié)果進(jìn)行評(píng)估［21］，結(jié)果表明，從各省以及全國(guó)平均結(jié)果來(lái)看，相關(guān)系數(shù)普遍在0.8以上。

計(jì)算湖北省2016年7月到2017年12月所有觀測(cè)站（層）的器測(cè)容積含水率與CLDAS容積含水率小時(shí)值的相關(guān)系數(shù)（r2）。r2越大，認(rèn)為器測(cè)容積含水率值越能夠正確地反映土壤水分的變化方向，儀器性能好、安裝維護(hù)也到位。

計(jì)算湖北省2016年7月到2017年12月所有站（層）器測(cè)容積含水率的極差（最大值與最小值相減）、容積含水率終值的極差、CLDAS容積含水率的極差。

挑取r1＞0.8、r2＞0.6且容積含水終值的極差位于表5中對(duì)應(yīng)層次“容積含水率變幅加寬”上、下限內(nèi)的站（層）的資料，統(tǒng)計(jì)湖北省A0、A1界限值實(shí)況。由表5可見，湖北省A1的取值范圍為（0.294 9，1.531 1）；A0的取值范圍為（-19.823，34.785）。將上述范圍略作擴(kuò)大，一般情況下，湖北省土壤容積含水率2個(gè)訂正系數(shù)的界限值為0.25＜A1＜1.57、-20＜A0＜35。以下是2個(gè)相關(guān)實(shí)例。

在表6中，“sf_dif”表示歸一化頻率的極差；“sw_dif”表示容積含水率器測(cè)值的極差；“obs_dif”表示容積含水率終值的極差；“cldas_dif”表示CLDAS容積含水率的極差。

表6 麻城、竹溪站各層土壤水分極差情況

麻城站土壤測(cè)量深度100 cm容積含水率器測(cè)值極差“sw_dif”大于土壤測(cè)量深度50、60、80 cm，違背了淺層土壤濕度變幅大于深層的常理，土壤測(cè)量深度100 cm對(duì)應(yīng)A1的值為0.294 9，將其器測(cè)容積含水率的變幅壓縮至原來(lái)的約1/3。麻城站土壤測(cè)量深度100 cm是訂正效果較好的例子，如圖4所示。

圖4 麻城站2020年7—10月逐小時(shí)容積含水率器測(cè)值與降水量時(shí)序變化

由圖5可以看出，在排除套管進(jìn)水的前提下，竹溪站土壤測(cè)量深度60、80、100 cm器測(cè)容積含水率3條線起伏大體一致。仔細(xì)觀察，各時(shí)間點(diǎn)土壤測(cè)量深度60、80、100 cm器測(cè)容積含水率依次由小到大；每次降水后的土壤測(cè)量深度60、80、100 cm器測(cè)容積含水率上升時(shí)間點(diǎn)依序后推，并且上升幅度依次由大到??；每次降水停止后土壤測(cè)量深度60、80、100 cm器測(cè)容積含水率下降時(shí)間點(diǎn)依序后推，并且下降幅度依次由大到小，真實(shí)反映了土壤水分的變化。土壤測(cè)量深度100 cm對(duì)應(yīng)A1=0.154 8，訂正后的容積含水率變幅不到器測(cè)容積含水率變幅的1/6，訂正效果適得其反。因竹溪站土壤測(cè)量深度100 cm不符合r1＞0.8、r2＞0.6的標(biāo)準(zhǔn)，未被納入表5中A0、A1界限值實(shí)況統(tǒng)計(jì)。

圖5 竹溪站2020年1—4月逐小時(shí)土壤測(cè)量深度60～100 cm容積含水率器測(cè)值、土壤測(cè)量深度100 cm終值及降水量時(shí)序變化

表5 湖北省土壤各層次容積含水率年極差（變幅）對(duì)應(yīng)A0、A1界限值

3 小結(jié)

DZN3型土壤水分自動(dòng)站測(cè)濕中，將土壤容積含水率器測(cè)值轉(zhuǎn)換為終值的標(biāo)定方程為Y=A0+A1X。在實(shí)際工作中，各種因素均可能會(huì)造成容積含水率訂正系數(shù)A0和A1的不準(zhǔn)確或者錯(cuò)誤，這2個(gè)系數(shù)的閾值范圍是進(jìn)行土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)質(zhì)量控制的重要參考。

1）A1＜0違背了DZN系列土壤水分站測(cè)濕工作原理，且A1不能太小。本研究通過(guò)對(duì)湖北省監(jiān)利站2020年3—4月2次強(qiáng)降水過(guò)程出現(xiàn)前后自動(dòng)站測(cè)濕資料的計(jì)算發(fā)現(xiàn)，當(dāng)A1＜0時(shí)，容積含水率終值和器測(cè)容積含水率隨時(shí)間的變化呈反位相。也就是說(shuō)當(dāng)器測(cè)容積含水率隨時(shí)間增加時(shí)，容積含水率終值會(huì)隨時(shí)間減少，這樣就違背了DZN系列土壤水分站測(cè)濕工作原理。從房縣站2020年7—10月10 cm逐小時(shí)容積含水率終值與降水量的變化分析，如果斜率項(xiàng)A1太小，容積含水率終值會(huì)穩(wěn)定在A0附近。故土壤容積含水率斜率項(xiàng)訂正系數(shù)A1不能太小。

2）湖北省2個(gè)系數(shù)的閾值范圍為A0（-20＜A0＜35）和A1（0.25＜A1＜1.57）。通過(guò)對(duì)Sentek公司DZN3型自動(dòng)土壤水分觀測(cè)儀出廠時(shí)提供標(biāo)定頻率和容積含水率之間的關(guān)系公式進(jìn)一步推導(dǎo)分析，得出了2個(gè)系數(shù)的閾值范圍分別為A0（-36，36）和A1（0.1，10）。結(jié)合湖北省實(shí)際情況，得出湖北省2個(gè)系數(shù)的閾值范圍為A0（-20，35）和A1（0.25，1.57）。文中對(duì)2個(gè)系數(shù)閾值范圍逐步設(shè)定過(guò)程，可能對(duì)儀器的性能要求較高，加之湖北省已有的系數(shù)樣本個(gè)例有限，相關(guān)問(wèn)題還有待進(jìn)一步探討。

3）提高標(biāo)定系數(shù)質(zhì)量的建議。①作好田間標(biāo)定對(duì)比觀測(cè)，建議進(jìn)行鄰站對(duì)比、單站雙套站對(duì)比；②加強(qiáng)對(duì)特殊狀況，如土壤空虛層、儀器套管安裝貼合狀態(tài)不良、套管內(nèi)部空間的干燥劑失效、底部積水、部分觸點(diǎn)銹蝕等相關(guān)數(shù)據(jù)特性的分析；③出臺(tái)類似《地面氣象觀測(cè)規(guī)范》中地溫場(chǎng)維護(hù)整理規(guī)定的土濕場(chǎng)整理規(guī)定（包括表層松土、植被狀況等）。田間標(biāo)定方法中，人工與自動(dòng)土壤水分對(duì)比觀測(cè)資料是計(jì)算訂正系數(shù)A0和A1的基礎(chǔ)。人工每次觀測(cè)的是土壤重量含水率，它需要乘以土壤容重才能得到容積含水率，故除了要保障每次土壤重量含水率的數(shù)據(jù)正確，作為常數(shù)的土壤容重大小更應(yīng)該真實(shí)可靠。