我們告訴自己有關站點干擾在測量土壤濕度時，場地干擾是不可避免的。我們可能會認為土壤傳感器會告訴我們一些關于土壤水分的信息，即使該地點的大量土壤受到干擾。或者我們可能認為傳感器周圍的土壤特性是否發生變化并不重要，因為針插入到未受干擾的土壤中。事實上，場地干擾確實很重要，并且有辦法減少其對土壤水分數據的影響。以下是對現場干擾的探索，以及研究人員如何調整他們的安裝技術以應對數據中的不確定性。
 
非干擾方法達不到標準——但在土壤濕度傳感器安裝過程中，為了獲得具有代表性的測量結果，盡可能減少土壤干擾非常重要。確實存在無干擾方法，例如衛星、探地雷達和 COSMOS。然而，這些方法面臨挑戰，使它們作為單一的含水量方法不切實際。衛星占地面積大，但一般測量土壤頂部5～10厘米，分辨率和測量頻率較低。探地雷達分辨率高，但價格昂貴，下邊界深度未知時數據解釋困難。COSMOS 是一種基于地面的非侵入性中子方法，可連續測量并在直徑達 800 米的區域內比衛星更深。但它在許多應用中成本過高，并且對植被和土壤都很敏感，因此研究人員必須將這兩種信號分開。這些方法還沒有準備好取代土壤濕度傳感器，但是當與土壤濕度傳感器可以提供的地面實況數據結合使用時，它們會很好地工作。
 
1. 擾亂的后果是……令人不安
研究地點受到干擾后，土壤可能需要長達六個月甚至更長時間才能恢復到自然狀態。影響因素包括降水（潮濕氣候比干燥氣候更快恢復到“正常”狀態）、土壤類型和土壤密度。研究人員在等待平衡恢復時忽略前兩三個月的數據是很常見的。當研究人員挖掘時，成熟的草或植物被移除然后更換。通常，這些植物很難重建，并且在大規模干擾的情況下，大量這些植物要么表現不佳，要么死亡。由于這些植物不再蒸發水分，因此水平衡發生了變化，這會對土壤水分數據產生重大影響。任何減少干擾表面積的選擇都可以降低植物死亡率并改善結果。
 
2. 粉碎大孔可能是災難性的
當土壤被移動或壓實時，它會不成比例地影響微孔和大孔，微小的毛細管具有廣泛的孔徑，使土壤具有結構并允許水運動。場地擾動和土壤重新堆積破壞了土壤大孔，導致水沿不同路徑移動更慢。這反過來又會影響改變區下方的補給。任何去除較少土壤的安裝選項都會最大限度地減少這個問題。 3. 土壤密度很難準確
當土壤重新填充太松時，會發生與壓實相反的情況。這會導致沿鉆孔或溝壁側面的優先流動，使更多的水流入該區域。這些多余的水通常被吸收到未受干擾的土壤中，在那里插入傳感器針，從而扭曲土壤濕度數據。為了解決這個問題，研究人員應該計劃時間仔細地將洞重新填充到合適的密度。這是通過添加土壤并分層填充直到表面上有一個小丘以防止積水來完成的。如果表面平坦，隨著時間的推移，土壤可能會陷入洼地。大坑會導致明顯的洼地，這些洼地將優先收集水并改變水滲入傳感器周圍土壤的方式。
 
4. 混合層位導致混合水文
在重新包裝安裝坑時混合土壤層會極大地改變土壤水力特性. 例如：如果土壤具有沙質 A 層和粘土 B 層，則反轉或混合這些層會產生明顯的后果。一些土壤層很容易區分，而其他土壤類型的層位很難區分。因此，應小心清除土壤并分層返回，以防止土壤水文變化。研究人員可以通過在安裝坑周圍鋪設防水布并小心地逐層去除土壤，將其按順序放置在防水布上來實現這一點。很容易混淆這些層，因此在開始之前準備一種方法來記住這些層會很有幫助。傳感器安裝后，研究人員應按相反的順序將土層放回坑內，重新填充到每層之間的正確密度。
 
5. 破壞根系統——破壞你的數據
挖溝安裝土壤濕度傳感器可能會破壞大型根系，特別是如果研究人員在有成熟灌木和樹木的地區挖掘。由于根是土壤中水分的主要消耗機制，當它們死亡時，它將改變土壤水分測量對整個研究區域的代表性。如果傳感器附近的所有根都被殺死，測量結果可能表明水比實際情況更豐富。研究人員可以通過使用戰略性地放置的鉆孔來減少這個問題，這些鉆孔會干擾較少的根系。
 
溝槽安裝——最好還是最壞的主意？這取決于。
溝槽安裝的一個優勢是研究人員可以看到整個土壤剖面，使他們能夠更輕松地識別硬土層，確定地層和土壤類型，并識別土壤結構和地層。然而，挖一條大溝會清除大量土壤。一旦所有的土壤被重新填充，許多大孔隙可能會被壓碎，土壤中現在存在水力不連續性，增加了水被人為地從傳感器轉移或導向傳感器的可能性。如果研究人員使用反鏟來節省時間，情況會更糟。反鏟的履帶和墊板會壓實土壤，尤其是在潮濕的情況下，大鏟子會撕裂植物和根系。
 
剖面探針——如此近，又如此遠
剖面探頭很誘人，因為它們使用小鉆孔，減少土壤干擾。然而，輪廓探頭的剛性直線形狀系數需要完美垂直的壁才能實現土壤與傳感器的良好接觸。不幸的是，鉆孔的側面很少完全垂直。沿土壁有曲線和凹坑。直邊型材探頭很少能獲得良好的連接性，并且安裝經常受到氣隙和優先流的困擾。剖面探頭用戶經常嘗試通過回填厚厚的泥漿來進行補償，但這種方法也存在一些挑戰，包括引入非本地土壤以及由于土壤干燥時出現的裂縫而導致的不準確。
 
為什么鉆孔方法獲勝
鉆孔會擾亂土壤層，但對現場影響的相對大小只是溝槽安裝的一小部分。溝渠長約 60 至 90 厘米，寬約 40 厘米。使用小型手動螺旋鉆和鉆孔安裝工具進行鉆孔安裝，可創建直徑僅 10 厘米的孔 — 僅占溝槽面積的 2-3%。由于場地干擾的規模被最小化，更少的大孔、根和植物受到干擾，場地可以更快地恢復到自然狀態。此外，當在小鉆孔內使用安裝工具時，可以確保土壤與傳感器的良好接觸，并且由于要分離的土壤較少，因此更容易分離地平層并重新填充到正確的土壤密度。
 
無法消除現場干擾，但可以控制規模
減少場地擾動對土壤水分數據影響的關鍵是控制擾動的規模。大規模挖掘會影響更大的區域，而鉆一個小鉆孔對周圍植物和土壤水力特性的影響要小得多，使研究地點能夠以更快的速度恢復到自然狀態。