В почвоведении функции педопереноса ( ФПТ ) представляют собой прогностические функции определенных свойств почвы, использующие данные почвенных исследований .
Термин функция педотрансфера был придуман Йоханом Баумой [1] как перевод имеющихся у нас данных в то, что нам нужно . Наиболее легкодоступные данные поступают из обследования почвы , например, морфология поля, текстура почвы , структура и pH. Функции педотрансфера добавляют ценность этой базовой информации, переводя их в оценки других более трудоемких и дорогостоящих определяемых свойств почвы. Эти функции заполняют пробел между имеющимися данными о почве и свойствами, которые более полезны или требуются для конкретной модели или оценки качества. Функции педотрансфера используют различные методы регрессионного анализа и добычи данных для извлечения правил, связывающих основные свойства почвы с более сложными для измерения свойствами.
Хотя формально концепция функции педотрансфера не была признана и названа до 1989 года, она уже давно применяется для оценки свойств почвы, которые трудно определить. Многие почвенные агентства имеют собственное (неофициальное) эмпирическое правило для оценки трудноизмеримых свойств почвы. Вероятно, из-за особой сложности, стоимости измерения и доступности больших баз данных наиболее всеобъемлющие исследования в разработке PTF были направлены на оценку кривой удержания воды и гидравлической проводимости .
Первый PTF появился в исследовании Лаймана Бриггса и Маклейна (1907). Они определили коэффициент увядания, который определяется как процентное содержание воды в почве , когда растения, растущие на этой почве, сначала доводятся до увядшего состояния, из которого они не могут восстановиться в приблизительно насыщенной атмосфере без добавления воды в почву, как функцию размера частиц :
С введением Фрэнком Вейхмейером и Артуром Хендриксеном (1927) концепций полевой влагоемкости (ПВ) и постоянной точки увядания (ПТВ), исследования в период 1950–1980 годов пытались сопоставить распределение размеров частиц, объемную плотность и содержание органического вещества с содержанием воды при полевой влагоемкости (ПВ), постоянной точке увядания (ПТВ) и доступной влагоемкости (ВВ).
В 1960-х годах различные статьи были посвящены оценке FC, PWP и AWC, в частности, в серии статей Солтера и Уильямса (1965 и т. д.). Они исследовали взаимосвязи между классами текстуры и доступной влагоемкостью, которые теперь известны как PTF класса. Они также разработали функции, связывающие распределение размера частиц с AWC, теперь известные как непрерывные PTF. Они утверждали, что их функции могут предсказывать AWC со средней точностью 16%.
В 1970-х годах были разработаны более комплексные исследования с использованием больших баз данных. Особенно хорошим примером является исследование Холла и др. (1977) почвы в Англии и Уэльсе; они установили полевую влагоемкость, постоянную точку увядания, доступное содержание воды и воздухоемкость как функцию текстурного класса, а также вывели непрерывные функции, оценивающие эти свойства почвы и воды. В США Гупта и Ларсон (1979) разработали 12 функций, связывающих распределение размера частиц и содержание органического вещества с содержанием воды при потенциалах от -4 кПа до -1500 кПа.
С бурным развитием моделей, описывающих гидравлические свойства почвы, и компьютерного моделирования переноса почвенной воды и растворенных веществ, потребность в гидравлических свойствах как входных данных для этих моделей стала более очевидной. Клапп и Хорнбергер (1978) вывели средние значения для параметров кривой удержания воды степенной функции , сорбционной способности и насыщенной гидравлической проводимости для различных классов текстуры . Вероятно, в первом исследовании такого рода Блумен (1977) вывел эмпирические уравнения, связывающие параметры гидравлической модели Брукса и Кори с распределением размеров частиц.
Юрген Ламп и Кнайб (1981) из Германии ввели термин педофункция, в то время как Боума и ван Ланен (1986) использовали термин функция переноса. Чтобы избежать путаницы с термином функция переноса , используемым в физике почв и во многих других дисциплинах, Йохан Боума (1989) позже назвал его функцией педопереноса . (Личный анекдот намекнул, что Арнольд Брегт из Университета Вагенингена предложил этот термин).
С тех пор разработка гидравлических ПТФ стала актуальной темой исследований сначала в США и Европе, затем в Южной Америке, Австралии и во всем мире.
Хотя большинство PTF были разработаны для прогнозирования гидравлических свойств почвы, они не ограничиваются гидравлическими свойствами. PTF для оценки физических, механических, химических и биологических свойств почвы также были разработаны.
Существует несколько программ, помогающих определять гидравлические свойства грунтов с использованием функций педотрансфера, среди них:
МакБратни и др. (2002) представили концепцию системы вывода почвы , SINFERS, где функции педотрансфера являются правилами знаний для механизмов вывода почвы. Система вывода почвы выполняет измерения с заданным уровнем достоверности (источник) и посредством логически связанных функций педотрансфера (организатор) выводит неизвестные данные с минимальной неточностью (предиктор). [4]
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )