方案介绍
本方案旨在实现对自然生态系统中土壤水分含量和蒸发过程的实时、连续、精确监测，综合运用现代传感技术、通信技术与数据分析平台，为干旱区水资源管理、植被恢复、水土保持和生态系统演替研究等提供支撑。系统可适用于森林、草原、荒漠、农田、湿地等多种生态类型。

监测目标

需求分析
生态监测区域多为野外环境，要求设备具有良好的耐候性、自供电能力和稳定的数据传输功能，同时系统需具备远程监控、数据分析和告警功能，满足长周期、无人值守的工作需求。

监测方法

应用原理
土壤水分传感器通过电容法或FDR法测量不同深度的水分变化，结合蒸渗仪采集蒸发通量，通过能量平衡法和水量平衡法估算蒸发量；气象数据则用于校正与模型拟合，提升预测准确性。

功能特点

硬件清单

硬件参数（量程、精度）

方案实现
在目标生态区布设测点，安装水分、温度和蒸发监测设备，气象站设于开阔地带获取环境数据。所有设备通过无线方式将数据发送至采集终端，再上传至云平台进行集中存储与分析管理。

数据分析
系统通过算法模型分析各项水分动态指标，输出蒸发趋势图、水分平衡图、多因素相关性分析图等，帮助研究者或管理人员进行水资源评估与干旱预警。

预警决策
设定水分阈值或蒸发速率阈值，系统自动判断异常状况并通过短信、微信、APP等渠道发出预警，指导灌溉或干旱应对措施的及时实施。

方案优点

应用领域
干旱区农业、林业生态监测、草原生态监测、水土保持项目、湿地水文监测、退化生态恢复研究等。

效益分析
系统部署可显著提升生态监测的连续性与科学性，为水资源调度与生态修复决策提供科学依据，有助于防治土地荒漠化、提升灌溉用水效率、指导植被重建与恢复进程。

国标规范
参考《土壤墒情自动监测系统技术规范》（SL 499-2010）、《农业生态环境质量监测技术规范》（NY/T 1121）、《地面气象观测规范》等标准执行传感器选型与系统建设。

参考文献

案例分享
在甘肃民勤荒漠生态恢复区布设该监测系统，成功实现对0~60 cm深度土壤水分与蒸发情况的连续观测，结合气象数据分析建立了干旱指数评价模型，为后续灌溉和林草恢复提供了科学决策依据。