多源土壤湿度产品在黄土高原地区适用性分析与评价OA

高精度的土壤湿度数据对于区域水资源管理和农业生产具有重要意义。在利用现有土壤湿度产品前,需对不同土壤湿度产品进行全面精度适用性分析与评价,以选择目标研究区内综合精度表现最高产品作为后续研究的基础数据。本研究利用黄土高原地区不同站点土壤湿度实测数据,综合分析与评估ERA5、GLDAS、SMCI和SoMo 4种土壤湿度产品在黄土高原的精度,包括从空间角度评估不同地区精度、从定量角度评估年尺度和干湿季尺度精度。此外,还评估了不同土壤湿度产品在不同土地覆盖类型下综合精度表现,最终通过组合多种土壤湿度产品来提高黄土高原土壤湿度产品整体精度。结果表明:ERA5、GLDAS和SoMo 3种土壤湿度产品高估了黄土高原土壤湿度,约有85%站点偏差(Bias)在0~0.3 m^(3)/m^(3)之间,而GLDAS产品在各站点的多年平均土壤湿度与站点实测值较为一致,超过96.5%站点Bias在-0.15~0.15 m^(3)/m^(3)之间,中位数为0 m^(3)/m^(3)。年尺度、干季、湿季评估结果显示,GLDAS产品整体精度表现较好,ERA5产品整体精度表现较差,SMCI与SoMo产品精度表现无明显差异。GLDAS产品在草地、森林、灌溉耕地等土地覆盖类型整体精度表现较好,而SoMo产品在非灌溉耕地整体精度表现较好。通过集成GLDAS与SoMo 2种产品得到黄土高原土壤湿度产品组合数据集,能在保持土壤湿度较小误差情况下,增强其对黄土高原土壤湿度动态变化的反映能力。研究所得黄土高原土壤湿度产品组合数据集与站点实测值间的相关系数(R)、均方根误差(RMSE)、偏差(Bias)和无偏均方根误差(ubRMSE)中位数分别为0.66、0.06 m^(3)/m^(3)、0.02 m^(3)/m^(3)、0.04 m^(3)/m^(3)。总体而言,GLDAS产品可作为黄土高原的优选土壤湿度产品,用于该地区生态、农业、水文等领域研究。