В почвоведении , pedotransfer функция ( ПТФ ) являются прогностическими функциями определенных свойств почвы , используя данные из почвенных обследований .
Термин функция педотрансфера был введен Йоханом Баумой [1] для перевода имеющихся данных в то, что нам нужно . Наиболее легко доступные данные поступают из почвенного исследования , например, морфология поля, текстура почвы , структура и pH. Функции педотрансфера повышают ценность этой базовой информации, переводя ее в оценки других, более трудоемких и дорогостоящих определений свойств почвы. Эти функции заполняют пробел между доступными данными о почве и свойствами, которые более полезны или необходимы для конкретной модели или оценки качества. Функции педотрансфера используют различный регрессионный анализ и интеллектуальный анализ данных. методы извлечения правил, связывающих основные свойства почвы с более трудными для измерения свойствами.
Хотя концепция педотрансферной функции не была официально признана и названа до 1989 года, она долгое время применялась для оценки свойств почвы, которые трудно определить. Многие агентства по почвоведению имеют собственное (неофициальное) практическое правило оценки трудноизмеримых свойств почвы. Вероятно, из-за особой сложности, стоимости измерений и наличия больших баз данных, наиболее полное исследование при разработке PTF было направлено на оценку кривой удержания воды и гидравлической проводимости .
История
Первые PTF появились в результате исследования Лаймана Бриггса и Маклейна (1907). Они определили коэффициент увядания, который определяется как процентное содержание воды в почве, когда растения, растущие в этой почве, сначала доводятся до состояния увядания, из которого они не могут восстановиться в приблизительно насыщенной атмосфере без добавления воды в почву, как функция размера частиц :
С введением Фрэнком Веймейером и Артуром Хендриксеном (1927) концепций полевой емкости (FC) и постоянной точки увядания (PWP), исследования в период 1950-1980 годов попытались сопоставить гранулометрический состав, объемную плотность и содержание органических веществ с влагосодержание при полевой емкости (FC), постоянной точке увядания (PWP) и доступной влагоемкости (AWC).
В 1960-х годах различные статьи касались оценки FC, PWP и AWC, в частности, в серии статей Солтера и Уильямса (1965 и др.). Они исследовали взаимосвязи между классами текстур и доступной емкостью воды, которые теперь известны как PTF классов. Они также разработали функции, связывающие гранулометрический состав с AWC, теперь известные как непрерывные PTF. Они утверждали, что их функции могут прогнозировать AWC со средней точностью 16%.
В 1970-х годах были разработаны более всесторонние исследования с использованием больших баз данных. Особенно хорошим примером является исследование Hall et al. (1977) из почвы в Англии и Уэльсе; они установили полевую продуктивность, постоянную точку увядания, доступную влажность и воздухоёмкость в зависимости от класса текстуры, а также вывели непрерывные функции для оценки этих свойств почвы и воды. В США Гупта и Ларсон (1979) разработали 12 функций, связывающих гранулометрический состав и содержание органических веществ с содержанием воды при потенциалах от -4 кПа до -1500 кПа.
С бурным развитием моделей, описывающих гидравлические свойства почвы и компьютерным моделированием переноса воды в почву и растворенных веществ, необходимость использования гидравлических свойств в качестве входных данных для этих моделей стала более очевидной. Клапп и Хорнбергер (1978) получили средние значения параметров степенной кривой влагоудержания, сорбционной способности и насыщенной гидравлической проводимости для различных классов текстуры . Вероятно, первое исследование такого рода, Блумен (1977) вывел эмпирические уравнения, связывающие параметры гидравлической модели Брукса и Кори с распределением частиц по размерам.
Юрген Лампа и Кнейб (1981) из Германии ввели термин педофункция, а Баума и ван Ланен (1986) использовали термин передаточная функция. Чтобы избежать путаницы с термином передаточная функция, используемым в физике почв и во многих других дисциплинах, Йохан Баума (1989) позже назвал ее педотрансферной функцией . (Согласно личному анекдоту, этот термин предложил Арнольд Брегт из Университета Вагенингена).
С тех пор разработка гидравлических ПТФ стала предметом исследований бума, сначала в США и Европе, Южной Америке, Австралии и во всем мире.
Хотя большинство PTF были разработаны для прогнозирования гидравлических свойств почвы, они не ограничиваются гидравлическими свойствами. Также были разработаны ПТФ для оценки физических, механических, химических и биологических свойств почвы.
Программное обеспечение
Существует несколько доступных программ, которые помогают определять гидравлические свойства грунтов с помощью функций педотрансфера, среди них:
Системы вывода почвы
McBratney et al. (2002) представили концепцию системы вывода почв , SINFERS, где функции педотрансфера - это правила знаний для механизмов вывода почв. Система вывода почвы выполняет измерения с заданным уровнем достоверности (источник) и с помощью логически связанных функций педотрансфера (организатор) выводит данные, которые неизвестны, с минимальной погрешностью (предсказатель). [4]
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Баума, J. (1989). «Использование данных исследования почвы для количественной оценки земель». Успехи почвоведения . 9 : 177–213.
- ^ Acutis, M., and Donatelli, M. (2003). «SOILPAR 2.00: программа для оценки гидрологических параметров и функций почв». Европейский журнал агрономии . 18 (3–4): 373–377. DOI : 10.1016 / S1161-0301 (02) 00128-4 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
- ^ Шапп, М.Г., Лей, Ф.Дж., и ван Генухтен, М.Т. (2001). « rosetta : компьютерная программа для оценки гидравлических параметров почвы с иерархическими функциями педотрансфера» . Журнал гидрологии . 251 (3): 163–176. DOI : 10.1016 / S0022-1694 (01) 00466-8 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
- ^ Минасный, Будиман (2007). «Прогнозирование свойств почвы». Jurnal Ilmu Tanah дан Lingkungan . 7 (1): 54–67.