Педотрансферная функция - Pedotransfer function

В почвоведение, педотрансферные функции (ПТФ) являются прогностическими функциями определенных свойств почвы с использованием данных из исследования почвы.

Период, термин педотрансферная функция был придуман Йохан Баума[1] в качестве преобразование данных в то, что нам нужно. Наиболее доступные данные получены из исследование почвы, 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. В педотрансферных функциях используются различные регрессивный анализ и сбор данных методы извлечения правил, связывающих основные свойства почвы с более сложными 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 почвоведения имеют свои (неофициальные) практическое правило для оценки трудноизмеримых свойств почвы. Вероятно, из-за особой сложности, стоимости измерения и наличия больших баз данных наиболее полное исследование при разработке PTF было направлено на оценку кривая удержания воды и гидравлическая проводимость.

История

Первые ПТФ появились в результате изучения Лайман Бриггс и Маклейн (1907). Они определили коэффициент увядания, который определяется в процентах. содержание воды из почва 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, в зависимости от размер частицы:

Коэффициент увядания = 0.01 песок + 0.12 ил + 0.57 глина

С введением полевая емкость (FC) и постоянная точка увядания (PWP) концепции Фрэнка Веймейера и Артура Хендриксена (1927), исследования периода 1950-1980 годов пытались сопоставить распределение частиц по размерам, объемная плотность и содержание органического вещества с содержанием воды при полевой емкости (FC), устойчивой точке увядания (PWP) и доступный объем воды (AWC).

В 1960-х годах различные статьи были посвящены оценке FC, PWP и AWC, в частности, в серии статей Салтера и Уильямса (1965 и др.). Они исследовали взаимосвязь между классами текстуры и доступным объемом 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 комплексные 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, связанных с распределением частиц по размерам и органическая материя от содержания до содержания воды в диапазоне потенциалов 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) вывели средние значения параметров степенной функции кривая удержания воды, сорбционная способность и насыщенные гидравлическая проводимость для разных классы текстур. 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 функция передачи используемый в физике почв и во многих других дисциплинах, Йохан Баума (1989) позже назвал его педотрансферная функция. (Личный анекдот подсказывает, что этот термин предложил Арнольд Брегт из Университета Вагенингена).

С тех пор разработка гидравлических ПТФ стала основной темой исследований, 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.

Программного обеспечения

Существует несколько доступных программ, помогающих определять гидравлические свойства грунтов с помощью функций педотрансфера, среди них:

Системы вывода почвы

McBratney et al. (2002) представили концепцию система вывода почвы, SINFERS, где функции педотрансфера - это правила знаний для движков почвенного вывода. 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

  1. ^ Баума, Дж. (1989). «Использование данных исследования почвы для количественной оценки земель». Успехи почвоведения. 9: 177–213.
  2. ^ Acutis, M., и Donatelli, M. (2003). «SOILPAR 2.00: программа для оценки гидрологических параметров и функций почв». Европейский журнал агрономии. 18 (3–4): 373–377. Дои:10.1016 / S1161-0301 (02) 00128-4.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  3. ^ Шапп М.Г., Лей Ф.Дж. и ван Генухтен М.Т. (2001). "розетта: Компьютерная программа для оценки гидравлических параметров почвы с иерархическими функциями педотрансфера ». Журнал гидрологии. 251 (3): 163–176. Дои:10.1016 / S0022-1694 (01) 00466-8.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  4. ^ Минасный, Будиман (2007). «Прогнозирование свойств почвы». Jurnal Ilmu Tanah dan Lingkungan. 7 (1): 54–67.