在過去的幾十年里，環(huán)境監(jiān)測變得越來越重要。氣候變化、水資源減少和棲息地受威脅等環(huán)境因素正在推動監(jiān)測環(huán)境并實施更好的政策來保護環(huán)境的需求。環(huán)境中的許多自然過程是由土壤水文過程驅動的，或者在某些方面與土壤水文過程相關。監(jiān)測土壤水分狀況為保護和了解當?shù)睾蛥^(qū)域水資源提供了重要信息。
農(nóng)業(yè)
農(nóng)作物灌溉占用水量的 90%。監(jiān)測作物根區(qū)的土壤水分將優(yōu)化灌溉。使用土壤濕度傳感器優(yōu)化灌溉計劃的好處包括提高作物產(chǎn)量、節(jié)約用水、保護當?shù)厮Y源免受徑流、節(jié)省能源成本、節(jié)省肥料成本和提高農(nóng)民的盈利能力。
考古學
在世界的干旱地區(qū)，古代人耕種和灌溉莊稼來養(yǎng)活自己和牲畜。在西部的沙漠中，人能夠在看似無水的沙漠環(huán)境中種植農(nóng)作物，而這些古代人的灌溉方式仍然是個謎。一些考古學家認為，古代中美洲人從粘土層中提取水來種植農(nóng)作物。考古遺址中部署了土壤水分探測器，以更好地了解土壤水文，并幫助我們了解遠古祖先的日常生活。
植物養(yǎng)分研究
幾千年來，人們一直在種植玉米和其他作物，以滿足人口和牲畜的營養(yǎng)需求。幾個世紀以來，出于這一特定目的，農(nóng)作物已被馴化并從其野生同類中進行了遺傳改變?，F(xiàn)在生物燃料是一種可能的替代能源，需要種植農(nóng)作物以生產(chǎn)乙醇。近年來，出現(xiàn)了一個新的農(nóng)學分支，稱為生物量研究。專門研究生物質的農(nóng)學家正在尋找新的方法來發(fā)酵作物以提高乙醇產(chǎn)量。目標是不僅能夠從果實的發(fā)酵中生產(chǎn)乙醇，還能夠從莖、葉和根中生產(chǎn)乙醇。本研究中使用土壤水分傳感器來表征生物質作物的水文要求。
侵蝕研究
每年，土地用途變化造成的侵蝕都會對財產(chǎn)和自然水系統(tǒng)造成數(shù)百萬美元的損失。為了了解侵蝕的原因并預測侵蝕發(fā)生的時間和地點，水文學家需要記錄降雨量、沉積物和土壤濕度。土壤水分入滲速率是土壤水分的函數(shù)。如果土壤干燥，滲透率將足以防止流失。如果降雨事件發(fā)生在土壤飽和時，可能會發(fā)生陸上水流。監(jiān)測土壤水分是侵蝕預測模型的重要輸入?yún)?shù)。
干旱預測模型
區(qū)域性干旱會嚴重影響經(jīng)濟，甚至會導致世界某些地區(qū)出現(xiàn)饑餓。隨著計算機處理和環(huán)境建模方法的進步，科學家們開始了解區(qū)域水資源收支和水文過程。干旱預測模型的一個重要輸入是區(qū)域土壤水分的變化。大區(qū)域的長期土壤水分數(shù)據(jù)可用于預測和描述有害干旱。
粉塵控制
空氣中的顆粒物導致空氣質量差，不僅會對人類健康產(chǎn)生負面影響，還會對區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生負面影響。未鋪砌道路上的車輛通行會導致嚴重的灰塵問題。在西部地區(qū)，土壤中天然富含多種石棉。當?shù)毓賳T根據(jù)土壤濕度條件關閉未鋪砌的道路，以防止發(fā)生危險的揚塵情況。
滑坡研究
土地利用的變化可能會增加發(fā)生山體滑坡危險的可能性。每年，山體滑坡造成的財產(chǎn)和生命損失達數(shù)百萬美元。在一些城市地區(qū)，預測和預防滑坡災害變得非常重要。滑坡預測模型的輸入是坡度、植被、坡腳坡度、土壤粘性和土壤濕度。在一些經(jīng)歷棲息地下水位的地區(qū)，隨著土壤變得飽和，棲息地下水位中的土壤變得非常重，因此更受重力影響。監(jiān)測土壤水分是滑坡災害的重要指標。
介子網(wǎng)和氣象站網(wǎng)絡
由于越來越需要模擬和了解我們的環(huán)境和不斷變化的氣候，政府正在增加氣象站網(wǎng)絡（介網(wǎng)）的數(shù)量和現(xiàn)有網(wǎng)絡中的站點數(shù)量。土壤水分監(jiān)測是大多數(shù)介子網(wǎng)的重要組成部分。
植物修復
植物修復是利用植物去除土壤污染的方法。污染物被植物吸收后，污染物會積聚在植物組織中，植物就可以被處理掉，或者污染物會蒸發(fā)到空氣中，在那里陽光將其化學分解成無害成分。植物修復已成功去除化學物質，如 PCB、砷和石油產(chǎn)品。這些植物修復植物通常需要灌溉。土壤濕度傳感器確保毒素不會因過度灌溉而向下浸出，并確保植物獲得足夠的水分以有效去除土壤中的污染物。
給水庫補充水分
在北部，很大一部分用于灌溉的水來自融化的積雪。人們越來越擔心氣候變化不僅會影響季節(jié)性積雪的深度，還會影響融雪發(fā)生的時間。土壤是積雪下儲水的大型水庫。例如，如果秋季土壤干燥，大于平均水平的積雪仍將導致水庫補給量低。同樣，如果秋季有大量降雨，低于平均水平的積雪也會導致洪水。監(jiān)測土壤水分是估算水庫補給量的一個關鍵參數(shù)。門計劃有數(shù)百個站點，用于監(jiān)測水庫補給模型的土壤水分。
土壤碳封存研究
近年來，氣候變化建模者已將土壤確定為溫室氣體的主要來源和主要匯。隨著農(nóng)田為春季種植做準備，有機土壤變得更容易被微生物利用。微生物會消耗土壤的有機部分，將二氧化碳和甲烷釋放到大氣中。每年，大量的溫室氣體從農(nóng)業(yè)耕作中釋放到大氣中。農(nóng)學家現(xiàn)在正在對某些作物進行“免耕”研究。不耕地種莊稼，可以保持土壤中的碳，減少土壤中溫室氣體的排放。土壤中有機成分的增加會增加土壤的持水能力。土壤的持水能力與有機碳含量有關。
運動草坪
在世界范圍內(nèi)，有成千上萬個高爾夫球場和運動場需要定期灌溉。正如任何其他類型的作物生產(chǎn)一樣，過度灌溉會浪費水、能源、肥料，并會產(chǎn)生徑流，對周圍環(huán)境產(chǎn)生負面影響。土壤濕度傳感器是幫助優(yōu)化運動草坪灌溉的工具。
流域水文研究
許多水文學家在許多不同機構的流域研究中使用土壤傳感器。流域研究的原因可能從補給問題到保護地表水的水質。土壤水分是任何流域水文收支的重要因素。
濕地劃定指標
濕地在維持自然棲息地方面發(fā)揮著關鍵作用，并且是含水層的重要補給地點。在規(guī)劃新道路、橋梁和建筑開發(fā)項目時，重要的是要確定所有將受到影響的濕地。環(huán)境法保護濕地，建筑活動對濕地的影響。土壤水分數(shù)據(jù)現(xiàn)在可用于幫助監(jiān)管機構確定濕地的邊界。
