Funkce pedotransferu - Pedotransfer function

v věda o půdě, funkce pedotransferu (PTF) jsou prediktivní funkce určitých vlastností půdy s využitím údajů z průzkumy půdy.

Termín funkce pedotransferu byl vytvořen Johan Bouma[1] tak jako překlad údajů, které máme, do toho, co potřebujeme. Nejběžněji dostupná data pocházejí z průzkum půdy, jako je polní morfologie, textury půdy, struktura a pH. Funkce pedotransferu přidávají hodnotu k těmto základním informacím jejich převodem do odhadů dalších pracnějších a nákladněji určených vlastností půdy. Tyto funkce vyplňují mezeru mezi dostupnými údaji o půdě a vlastnostmi, které jsou užitečnější nebo vyžadované pro konkrétní model nebo hodnocení kvality. Funkce pedotransferu využívají různé regresní analýza a dolování dat techniky extrakce pravidel sdružujících základní vlastnosti půdy s obtížněji měřitelnými vlastnostmi.

Ačkoli nebyl formálně uznán a pojmenován až do roku 1989, koncept funkce pedotransferu byl již dlouho používán k odhadu vlastností půdy, které je obtížné určit. Mnoho agentur zabývajících se půdou má své vlastní (neoficiální) pravidlo pro odhad obtížně měřitelných vlastností půdy. Pravděpodobně kvůli konkrétní obtížnosti, nákladům na měření a dostupnosti velkých databází byl nejkomplexnějším výzkumem při vývoji PTF odhadování křivka zadržování vody a hydraulická vodivost.

Dějiny

První PTF pochází ze studie Lyman Briggs a McLane (1907). Stanovili koeficient vadnutí, který je definován v procentech obsah vody a půda když jsou rostliny rostoucí v této půdě nejprve redukovány do zvadlého stavu, ze kterého se nemohou zotavit v přibližně nasycené atmosféře bez přidání vody do půdy, jako funkce velikost částic:

Koeficient vadnutí = 0.01 písek + 0.12 bahno + 0.57 jíl

Se zavedením kapacita pole (FC) a trvalý bod vadnutí (PWP) koncepty Franka Veihmeyera a Arthura Hendricksena (1927), výzkum v období 1950-1980 se pokoušel korelovat distribuci velikosti částic, objemová hmotnost a obsah organických látek s obsahem vody při kapacitě pole (FC), trvalém bodu vadnutí (PWP) a dostupná kapacita vody (AWC).

V 60. letech se různé práce zabývaly odhadem FC, PWP a AWC, zejména v sérii článků Saltera a Williamse (1965 atd.). Prozkoumali vztahy mezi třídami textur a dostupnou vodní kapacitou, které jsou nyní známé jako třídy PTF. Také vyvinuli funkce týkající se distribuce velikosti částic k AWC, nyní známé jako kontinuální PTF. Tvrdili, že jejich funkce mohou předpovídat AWC se střední přesností 16%.

V 70. letech byl vyvinut komplexnější výzkum využívající rozsáhlé databáze. Obzvláště dobrým příkladem je studie Hall et al. (1977) z půdy v Anglii a Walesu; stanovili kapacitu pole, stálý bod vadnutí, dostupný obsah vody a vzdušnou kapacitu jako funkci třídy textur a také odvozením spojitých funkcí odhadujících tyto vlastnosti půdy a vody. V USA vyvinuli Gupta a Larson (1979) 12 funkcí týkajících se distribuce velikosti částic a organická hmota obsah vody na potenciály v rozmezí od -4 kPa do -1500 kPa.

S vzkvétajícím vývojem modelů popisujících hydraulické vlastnosti půdy a počítačovým modelováním transportu půdy a vody a solutů byla potřeba hydraulických vlastností jako vstupů do těchto modelů evidentnější. Clapp a Hornberger (1978) odvodili průměrné hodnoty parametrů výkonové funkce křivka zadržování vody, sorptivita a nasycená hydraulická vodivost pro různé třídy textur. V pravděpodobně prvním výzkumu svého druhu odvodil Bloemen (1977) empirické rovnice týkající se parametrů hydraulického modelu Brooks a Corey s distribucí velikosti částic.

Jurgen Lamp a Kneib (1981) z Německa zavedli termín pedofunction, zatímco Bouma a van Lanen (1986) použili termín přenosová funkce. Aby nedošlo k záměně s tímto termínem přenosová funkce použitý ve fyzice půdy a v mnoha dalších oborech, později to nazval Johan Bouma (1989) funkce pedotransferu. (Osobní anekdota naznačila, že tento termín navrhl Arnold Bregt z Wageningen University).

Od té doby se vývoj hydraulických PTF stal tématem výzkumu rozmachu, nejprve v USA a Evropě, Jižní Americe, Austrálii a na celém světě.

Ačkoli většina PTF byla vyvinuta pro předpovídání hydraulických vlastností půdy, není omezena na hydraulické vlastnosti. Byly také vyvinuty PTF pro odhad fyzikálních, mechanických, chemických a biologických vlastností půdy.

Software

Existuje několik dostupných programů, které pomáhají určovat hydraulické vlastnosti půdy pomocí funkcí pedotransferu, mezi něž patří

Systémy odvození půdy

McBratney a kol. (2002) představili koncept a systém odvození půdy, SINFERS, kde funkce pedotransferu jsou znalostní pravidla pro motory odvozující půdu. Systém odvození půdy provádí měření s danou úrovní jistoty (zdroj) a pomocí logicky spojených funkcí pedotransferu (organizátor) odvozuje data, která nejsou známa, s minimální nepřesností (prediktor).[4]

Viz také

Reference

  1. ^ Bouma, J. (1989). "Využití dat z průzkumu půdy pro kvantitativní vyhodnocení půdy". Pokroky v půdní vědě. 9: 177–213.
  2. ^ Acutis, M. a Donatelli, M. (2003). "SOILPAR 2.00: software pro odhad hydrologických parametrů a funkcí půdy". European Journal of Agronomy. 18 (3–4): 373–377. doi:10.1016 / S1161-0301 (02) 00128-4.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  3. ^ Schapp, M.G., Leij, F.J. a van Genuchten, M. T. (2001). "Rosetta: Počítačový program pro odhad hydraulických parametrů půdy s hierarchickými funkcemi pedotransferu ". Journal of Hydrology. 251 (3): 163–176. doi:10.1016 / S0022-1694 (01) 00466-8.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  4. ^ Minasny, Budiman (2007). "Předpovídání vlastností půdy". Denní Ilmu Tanah dan Lingkungan. 7 (1): 54–67.