Ugrás a tartalomhoz

Az agroökológia modellezéstechnikája

Huzsvai László (2005)

Debreceni Egyetem Agrártudományi Centrum

Modellek és felosztásuk

Modellek és felosztásuk

A modellt készítésének a célja határolja be. Különbözőek a modellek aszerint, hogy kutatási, oktatási, kezelési, vagy szabályozási célra készülnek. Két fő típusuk ismert: az analitikus-, és a numerikus modellek.

A modellek osztályozhatók aszerint is, hogy mennyire matematizáltak (kvalitatív, kvantitatív modellek). A matematizáltságba nem csupán a számítógépi kódok, hanem az alkalmazott hipotézisek is beleértendők. A vegyes determinisztikus és konceptuális modellekre érvényes, hogy a modell válasza nem csupán a matematikai egyenletek megoldásán, az egyenletek paramétereinek megadásától függ, hanem a modellbe épített szóbeli információkon is, amelyek mint modell válaszok jelennek meg. A matematikai modellek az alkalmazott egyenlet, rendszerint differenciálegyenlet analitikus megoldását jelentik, a használt peremfeltételek és paraméterértékek esetén. A modellkimenet vagy eredmény tehát a peremfeltételek és a paraméterek által meghatározott. A modellekkel a talajparaméterek - talajt jellemző értékek - térbeli variabilitása, a variabilitás hatása a modellezett folyamatra is elemezhető. A matematikai modellek megoldását valószínűségi alapon is lehet végezni, amikor is a modellkimenet nem egy meghatározott érték, hanem egy érték és a hozzá tartozó statisztikai valószínűség. A statisztikai valószínűséget is figyelembe vevő modelleket sztochasztikus modelleknek nevezik.

Azok a vízforgalmat, talajvízforgalmat leíró modellek, amelyekben a csapadék eloszlása statisztikailag épül be, a két eddig ismertetett modelltípus között helyezkednek el. A matematikai modellek felosztását a 27. táblázatban adjuk meg.

A modell szerkezeti felépítése lehet egyszerű vagy bonyolult, funkcionális vagy mechanisztikus. A funkcionális vagy működést leíró modellek általában leegyszerűsítik a modellezett folyamat leírását, csökkentik a bemenő adatmennyiséget és azáltal a műveleti időt olymódon, hogy empirikus egyenleteket vagy közelítő (pl. regressziós) függvényeket alkalmaznak. A vízmozgást leíró működési modell egyik gyakori típusát az un. kapacitív modellek alkotják, amelyek statikus talajparaméter értékekkel dolgoznak (telítési víztartalom, szántóföldi víztartalom, térfogattömeg, stb.).

7.2. táblázat - A számítógépes matematikai modellek csoportosítása (Addiscott és Wagenet (1985), Hoosebeek és Bryant (1992) nyomán)

1. Determinisztikus 
a) Mechanisztikus(általában sebesség paraméterekkel)
b) Működési (funkcionális)(általában kapacitív paraméterekkel)
  
2. Sztochasztikus 
a) Mechanisztikus(véletlenszerűen kiválasztott eloszlási paraméterek)
b) Nem-mechanisztikus(sűrűségfüggvény paraméterek)
  
Más szempontú felosztási lehetoségek: 
Cél, Összetettség (komplexitás), Rugalmasság (flexibilitás), Átvihetoség (transzferabilitás) 
  
 Kvalitatív vagy kvantitatív jelleg
 Hierarchikus felépítés szerint
 Információs szintek szerint


A mechanisztikus modellek a modellezett folyamat leírását az aktuálisan ismert szinten tartalmazzák és abba minden ismert részfolyamatot is bekapcsolnak. A mechanisztikus modellek ezért bonyolultak, és általában numerikus iterációs megoldással számítják az eredményt, amely megnövelt a számítási és a futási időt.

7.3. táblázat - A víz- és oldatmozgás modellezési léptékei, a modellek típusai és az alkalmazott mérési és becslési módszerei

SkálaLéptékModellMérési és becslési eljárások
i+6világ (Föld)konceptuálistávérzékelés, éghajlat
i+5kontinenskonceptuálistávérzékelés, éghajlat
i+4ország, állam, tartománystatisztikai modelleklégifotózás
i+3talaj-régió (összekapcsolt vízgyujtok)hidrológiai modellek, tömegegyensúly modellek (valószínuségi, statisztikus determinisztikus/muködési modellek)geohidrológiai technikák, fuzzy clustering
i+2katéna, vízgyujtovízgyujto modellek, megosztott vagy statisztikus hidrológiai modellek (determinisztikus és sztochasztikus vegyes modellek)geostatisztikai, geohidrológiai technikák (hidrográf, vízkémia)
i+1polipedon (tábla)két- és háromdimenziós oldalirányú áramlások (determinisztikus/muködési modellek)TDR, GPR, geostatisztika
ipedontömegáramlás modellek, ismert változatosságú (i-1) modellek (determinisztikus/muködést leíró modellek)TDR, neutron-szonda
i-1talajszelvény, rétegegy- és kétdimenziós determinisztikus kimosódási modellek, mintázat felismerés (determinisztikus/muködést leíró modellek)tenziométerek, ellenállás blokkok
i-2másodlagos szerkezeti elemek (pedek, aggregátumok)megkerülo áramlás (bypass flow), makropórusokvékonyréteg metszet, festési eljárás, üvegszálas optika, CT
i-3matrix szerkezet (szemcsekölcsönhatások)áramlások a talajmatrixban (determinisztikus/muködési)vékonyréteg technika, térbeliség, NMR
i-4molekuláris kapcsolatok (pórus/szemcse)elektrokémiai modellezés (determinisztikus/muködési)elektronmikroszkópos technika, oldatkémia


GPR = ground penetrating radar (talajnedvességmérési eljárás)

TDR = time domain reflectometry (talajnedvességmérési eljárás)

CT = computer-assisted tomography (felületelemző eljárás)

NMR = nuclear magnetic resonance (hidrogénatom mennyiségét mérő eljárás)

A mechanisztikus modelleket hipotézis ellenőrzésre alkalmazzák, segítségükkel kevéssé ismert összefüggések feltárását végzik, amelyek következtében a funkcionális modelleknél általában jóval bonyolultabbak.

A modellek a modellezés léptéke szerint is feloszthatók. Hierarchikus rendszerű összeállítást mutattunk be a 28 . táblázatban. Az egyes szerveződési szintek modelljei a magasabb szerveződési szint alrendszer modelljeinek, illetve az alacsonyabb szint modelljei szintézisének tekinthetők.

A talajképződés reprezentatív egysége a pedon (i-szint). A pedon minimális térfogatú és kiterjedésű, a talaj valamennyi ismérvét hordozó talajdarab. A pedon által reprezentált talaj fizikai- és kémiai jellemzői mérhetők és értelmezhetők. A pedon nem minden esetben talajszelvényt jelenít meg, lehet annál kiterjedtebb, de szűkebb jelentéstartalmú is. Természetesen a mérési módszerek különbözőségéből adódóan a fizikai és kémiai jellemzők között már ebben a léptékben is lehet különbség. A pozitív előjelű - a pedonnál nagyobb léptékű - i-szintek közül az i+1 lépték a polipedont jelenti, amibe a pedon területi változatosságát is beleértjük. Az i+2 szint képviseli a katéna vagy a vízgyűjtő, az i+3 pedig a talajrégió léptéket. Negatív irányban - a pedonnál nagyobb léptékben - az i-1szint képviseli a talajgenetikai, az i-2 a ped és az aggregátumok, az i-3 pedig a molekuláris kölcsönhatások szintjét. A talajalkotó komponensek, illetve a talajszintek egymásra épülését, a talajok komplexitásának növekedését is szemléltetve, a 35. ábra mutatja be.

A talajfolyamat modellek rendszerint csupán egy-, esetleg kétdimenziósak. A következőkben a különböző léptékben létező talajgenetikai- és folyamatmodellek főbb ismérveit tekintjük át.

A 28. táblázatban feltüntetett léptékekben történő modellezéshez szükséges az ott lejátszódó folyamatok megfogalmazása. A léptékhez illeszkedő mérési- és a becslési módszerek megválasztása is szükséges, amelyre az összeállítást szintén a 28. táblázatban foglaltuk össze.

Az i-4, azaz a molekuláris skálán a víz és a kémiai anyagok kölcsönhatásainak leírása történik determinisztikus és mechanisztikus módon. A részecske-részecske interakcióknak, a duzzadás és a zsugorodás jelenségének, a víz- és a vízben oldott anyagok anyagáramlásra gyakorolt hatásának a megértése a feladat ezen a skálán. Hagyományosan ezekben a tanulmányokban talajkémikusok, ásványtanosok, és fizikusok vesznek részt. Ebben a mérettartományban a talajfolyamatok vizsgálatára szubmikroszkópos vizsgálati technikákat alkalmaznak, közöttük az NMR-t, a magmágneses rezonancia spektroszkópia technikát, amely a hidrogénatom oszcilláló elektromágneses térben mérhető energiaelnyelésével összefüggő rezonancia mérésén alapszik. A rezonaciagörbéről olvasható le a hidrogénatomok mennyisége.

7.2. ábra - Talajösszetevők és rendszerek a különböző szerveződési szinteken

Talajösszetevők és rendszerek a különböző szerveződési szinteken


A víz- és a kémiai vegyületek talajoldat és a talajrészecske felülete közötti elmozdulásának a hajtóereje a kémiai potenciál rövid távolságú megváltozása, amelynek eredménye a víz és a vegyületek újra eloszlása (redisztribúció). Az ebben a léptékben megvalósuló áramlások (fluxusok) a talajképződési folyamatok lényeges elemei, amelyek a magasabb i-k szinten azután a talajképződés magyarázó okát és hajtóerejét is jelentik.

Az i-3 lépték a talajt felépítő szemcsék közötti pórusokban, a 0 és -100 cm tenziójú nedvességpotenciál tartományban végbemenő mátrixáramlásokra vonatkozik. Ebben a léptékben a felületi feszültség, és a kohéziós erők kombinációja a hajtóerő úgy, ahogy az i-4 szinten leírásra került. A talajmátrixban végbemenő telítetlen áramlás az, amelyben a kémiai anyagok redisztribúciója végbemegy. Ezen a szinten azonban csupán az elemi talajegység (ped) jelenik meg, vagy egy homogén pórusszerkezetű, makropórusok nélküli, ped-nek nem tekinthető talajdarab. Újabban az NMR technikát használják a szűk talajpórusokban végbemenő áramlások tanulmányozására.

A másodlagos szerkezeti elemek alkotta pedre, vagy a nem ped talajdarabra jellemzőek a makropórusok, amelyek együttesen az i-2 léptéket alkotják. A makropórusos talajban végbemenő oldatáramlást kéthalmazú, vagy kétrekeszű (két kompartmentű) áramlásként tárgyalják általában. A kéthalmazú áramlás egyik összetevője a talajmátrix pórusaiban végbemenő, míg másika a makropórus áramlás, amely a pedek között, és nem a peden belül zajlik. A makropórus olyan átmérőjű pórus, csatorna, amelyben az áramlás hajtóereje a gravitációs potenciál. A szabadföldi és a laboratóriumi kísérleti tapasztalatok azt mutatják, hogy a kezdeti nedvességtartalom, és a határfeltételi tényezők egyaránt alakítják a mátrixpórusokban, és a makropórusokban végbemenő áramlás arányát.

Az i-2 skálájú modellezés eredményei a tapasztalatok szerint nem egyértelműek. A festékek talajban történő terjedését leíró hidrológiai modellel azonban, ebben a léptékben nem sikerült összekapcsolni a talajmorfológiát és a talajhidrológiát. Az összekapcsolás csupán az i-1 léptékben sikerült. Az i-2 léptékben a makroporozitásnak, és a talajképződés során végbemenő kémiai áramlásoknak a kvantitatív összekapcsolása sem sikerült. A talajszerkezeti jellemzők azonban gyakran segítenek a kétfázisú áramlási mintázat jellemzésében. A makropórusok falán található vasbevonat a mátrixpórusokban történő oldatáramlás dominanciáját mutatja, amely során a redukált vas mozog a pedon külső felülete felé, ahol oxidálódik. A talajszerkezeti elemnek, a pedon-nak a kifehéredett külseje a makropórusokban végbemenő domináns áramlás indikátora. A vas redukciója a szerkezeti elem élei mentén következik be, míg oxidációja a szerkezeti elem mátrixában történik akkor, amikor abban víz szivárog. Annak ellenére, hogy a folyamat világosan követhető, mechanizmusának modellel történő leírása még nem minden részletében értett.

Az i-1 lépték egyúttal a talajszelvény egy genetikai szintjét is jelenti, amely a talajgenetikai hierarchia talán leginkább kutatott eleme. A talajosztályozási rendszerek többsége az i-1 szinten a diagnosztikus szint jellemzőit vonatkoztatja (extrapolálja) az i, vagy még az a fölötti szintre is. A jelentős genetikai szintek fizikai-, kémiai- és biológiai jellemzőinek funkcionális értelmezését interpolációra, míg a mélységig, vagy a vastagságban típusú kiterjesztéssel folytonos, regionális változóként is alkalmazzák. Agyagos talajszint vízvezető-képességét a talajszerkezeti elemek közötti, morfológiai megfigyelésekből megállapított áramlási nyomvonalak alapján számítják.

Az i-1 szinten történő mérési módszertan a reprezentatív elemi térfogat (REV) koncepció kidolgozásával, és azon a talaj hidrofizikai jellemzőinek mérésével jelentős fejlődésen ment át. A pedotranszfer függvények alkalmazásával a nem közvetlenül mért talajjellemzők is kiterjeszthetők a REV-re, és ez által modellezhetők. Amint a víz-, és az oldat áramlás talajgenetikai összefüggéseinek meghatározása a cél, annak a vizsgálatához a szükséges REV meghatározása kell, hogy a mérést, és a modellezést megelőzze.

A REV koncepció értelmében a pedon az a háromdimenziós, megfelelően nagy méretű és kiterjedésű REV, amely az i szinten tartalmazza a vizsgált talajszelvény rétegzettségét, és a rétegek jellemzőinek variabilitását. A variabilitás ismerete ebben az esetben azt jelenti, hogy ismert a domináns talajréteg jellemző értéke, valamint annak varianciája is. A talajjellemzők térbeli-, és időbeli változatosságának ismeretében lehetséges, hogy a víz- és az oldatmozgás, mint talajgenetikai részfolyamat kerüljön vizsgálat alá. Ennek érdekében a talajgenetikai vizsgálatokban a növényzetet, az időjárást és a talajvíz dinamikát is a maguk tér- és idő dinamikájával szükséges figyelembe venni.

A talajgenetikai folyamatok tér- és időléptéke a pedonra is vonatkoztatható. A pedon modellek fajtái a determinisztikus/mechanikustól a statisztikus/konceptuálisig terjednek. Utóbbiak a mintázat felismerésen alapulnak, amelynek segítségével jelenítik meg például a festéknyomvonalak és a fémkiválások mintázatát. A kimosódási modellek a pedon léptékben a víz- és a kémiai anyagtranszport, valamint az oldatkémia törvényein nyugszanak annak érdekében, hogy összekapcsolják a fizikai és a kémiai rendszert. A kimosódási modellek pedon léptékében időben változó határfeltételek használata lehetséges, mint amilyen a csapadék, a hőmérséklet és a száradási-nedvesedési ciklusok, amelyek a szabadföldi feltételek egy jobb leképezését nyújtják. Mindez lehetőségét adja a modell érzékenység vizsgálata mellett a talajfolyamatokról, és folyamat együttesekről alkotott, és a modellbe épített hipotézisek tesztelésének is.

A dinamikus szimulációs modellek nem új keletűek és igen sokfélék. A legtöbbjük kvantitatív, de érvényességük behatárolt. Talán leginkább arra alkalmas eszközök, hogy egy i-k színtű eredményt i-1, vagy i+1 szintre képezzék le. Ezt sok más típusú modell is tudja. Matematikai modell szolgál a talajszelvény-fejlődés leírására az i-1 szinten, amely mállási-, szervesanyag- és ásványi anyag szelvényeket eredményez, az átszivárgás, egyensúlyi oldatok, kimosódás, iondiffúzió, szerves keveredés, lombhullás, szervesanyag lebomlás és mechanikai lepusztulás eredményeként (Kirkby, 1985). A modell a helyben maradó anyagmennyiség alapján számítja a hiányzó anyagmennyiséget, vagyis a málladék (w) képződését a következő összefüggéssel:

7.1. egyenlet - A málladék (w) képződés

w ( z ) = i z = 0 i ( 1 m p ) dz


ahol: z: a felszíntől mért függőleges távolság, p: nem mállott, vagy maradó talajrész.

A z mélység alá történő elfolyás, a maximális beszivárgási mélység, valamint a mállás a hidrológiai jellemzők alapján kerül számításra. Ez a megoldás figyelmen kívül hagyja az agyag fizikai áttelepülését, komplexek képződését, kémiai átalakulását, az ionkicserélődést és az adszorpciót. Az oldatkémiai számítás a szilárd fázissal mutatott egyensúlyon alapszik, ami nem mindig teljesül. Az alkalmazott hipotézisek, egyszerűsítések és elhanyagolások miatt a modell csupán korlátozott érvényességű. Értékes azonban a talajszelvények, valamint a talajszelvény és a szelvényt körülvevő táj összekapcsolásában. Az egyszerűsítések ellenére tehát összekapcsolja a genetikai szintet (i-1) a pedonnal (i), vagy a nagyobb területtel (i+1).

A pedon szintű modellek választéka is nagy. Különbözőségük oka az, hogy eltérő helyzetekre kidolgozottak. Általában funkcionálisak és félkvantitatívak. A talajképződés tömegegyensúlyának elvére épülő modell a mállás és a talajgenetika hosszú idejű kapcsolatát elemzi. Az anyagmegmaradás elvét kifejező tömegegyensúlyi és térfogatváltozási egyenletek kombinációját alkalmazza a jól ismert szelektív extrakciós és a részecskeméret szeparációs folyamatokkal kombináltan, amikor is egy tengerparti homok erdőtalajjá (Alfisoil) alakulását elemzi. Ezek a modellek szintén a víz- és a kémiai anyagok áramlásának mennyiségi becslésén alapulnak, amelyek a talajgenetikai folyamatok megértését szolgálják. Azonban ezek a folyamatok a pedon szintjén még nem kellően ismertek, és megértésük az i-1 szintű ismeretek bővülésétől várható. Előre mutatóak azonban a modell bemenő adatait és működési tesztjét szolgáló mérési eljárások, amelyek ismételhetők és gazdaságosan kivitelezhetők. Ilyen mérési eljárásokat ad a TDR, vagyis a Time Domain Reflektometriás talajnedvesség-mérési technika, a neutron szonda és az automatizált tenziométeres eljárás.

Az i+1, vagy a polipedon szint már tábla lépték. A polipedon szint a talajgenetikai folyamatok oldal irányú kiterjesztésére ad lehetőséget. Ezzel már lehetőség van két- és háromdimenziójú modellek alkalmazására, amikor is a kimosódás mellett az oldal irányú elfolyás, az erózió, valamint a felszín alatti elfolyás és a talajvízáramlás is figyelembe vehető. A léptékben a térbeli változatosság jelentősége nagymértékben megnő és azzal párhuzamosan a víz- és a kémiai anyagáramlás determinisztikus megoldásai, mint a talajfejlődést mutató indikátorok jelentősége gyengül. Modellezéstechnikailag ezt úgy valósítják meg, hogy a determinisztikus folyamatokat a Monte-Carlo szimulációs technika alkalmazásával sztochasztikus módon veszik figyelembe.

A tábla lépték már szükségessé teszi a modellezéshez a talaj és a környezeti adatok, jellemzők együttes és térbelileg értelmezhető mérését. Ebből következik, hogy a tábla szinten (i+1) a geostatisztika és az idősorelemzés fontos és szükséges eszközzé válik. A tábla szintű feladatok egy másik megoldási lehetőségét a tábla mért pontjaira végzett szimulációs eredmények térbeli, valószínűségi alapú kiterjesztése jelenti.

A katéna, vagy vízgyűjtő skála (i+2) a víz- és a kémiai anyagok áramlásának, és azok talajgenetikai hatásainak a tájléptékű ismeretét teszi szükségessé. Ezen a szinten a mechanisztikus és a determinisztikus modellek használhatóak miután a térbeli mintázat a talajszelvényt alkotó genetikai szintekre (i-1), és oldal irányú kiterjesztésükre már megtörtént. Ezt követően a geostatisztika interpolációs módszerei alkalmazhatóak, de azok is lehetőleg homogén területekre. A modellek bemenő adatait ekkor a genetikai szintekre méréssel, vagy becsléssel szükséges fölvenni.

A pozitív i szinteken végzett modellezésnek azonban nemcsak talajgenetikai okai és kimenetei lehetnek, hanem az, hogy az ökológia történései, törvényszerűségei a polipedon, vagy katéna léptékben értelmezhetők. Gyakori, hogy az ökológiai modellek legkevésbé kvantifikált, fekete dobozként kezelt eleme éppen a talaj, mint környezeti elem. Szükséges éppen ezért az ökológiai modellekbe integrált kvantitatív-mechanisztikus meteorológiai, biológiai és hidrológiai modellek közé valamely talajmodellt is bevenni.

A kvantitatív-mechanisztikus talajgenetikai történéseket leíró talajmodell ökológiai modellbe integrálása segítheti a talaj, mint környezet ökológiai hatásainak jobb megértését is. Az ökológiai léptékben (tér- és időskálán) változó talajkörnyezet ökológiai szerepének kutatásában, és oktatásában fontos szerepet kaphat ez a próbálkozás. Marion és munkatársai regionális léptékű, a talajfejlődést sivatagi talajok mész dinamikáján keresztül vizsgáló modellje (CALDEP) tekinthető egy ökológiai léptékben megvalósított példaként (Marion et al., 1985). A CALDEP-modell különböző tudományterületek (statisztika, meteorológia, talajfizika, talajkémia, talajbiológia, stb.) eredményeit integrálja. A modellnek a jelenlegi és három pleisztocén időjárási változattal végzett érzékenységvizsgálatai a talajfejlődés következő változókra vonatkozó érzékenységét mutatták: a viharok gyakorisága, a talaj vízkapacitása és a CO2 parciális nyomásának biológiai kontrollja.

Az i+3 skálán, vagyis az egymással kapcsolt, kölcsönhatásban álló vízgyűjtők szintjén a víz- és a kémiai anyagok transzportját leíró mechanikus és determinisztikus modellek már nem alkalmazhatóak, helyettük a funkcionális és statisztikus megközelítések kerülnek előtérbe, amelyekben összevont, csoportváltozókat használnak. Ennek oka a léptékből adódik, hiszen a kilométeres léptékben egy-egy változó varianciája megnő, amelynek csökkentését szolgálja az összevont változók alkalmazása. Már a múlt században, és a század kezdetén használták ezt a koncepciót felszíni lefolyás, erózió és kisvízfolyás leírására. Tájléptékben az összevont változójú modellezést az ökológusok mind a mai napig alkalmazzák.

Delcourt és Delcourt által készített tájléptékű ökológiai tér- és időfelosztás (29 . táblázat), alapján látható, hogy a talajképződés mikroléptékű folyamat az olyan felszínalaktani folyamatokkal egyetemben, mint a talajfolyás, homokdombok mozgása, felszíni bemélyedés, folyami- és szélhordta üledékképződés (Delcourt és Delcourt, 1985). Ebben a tájléptékű felosztásban a talajképződés túlságosan nagyléptékű folyamatokhoz kapcsoltan jelenik meg. A hangsúly a tájléptékű mozaikok átrendeződésére irányul. A talajképződés megjelenése sokkal inkább holisztikus, mint folyamat orientált. Az alkalmazott szemlélet a százéves talajjellemzési, térképezési szemlélethez, nem pedig a mai folyamatszemléletű megközelítéshez áll közel.

Az i+4 lépték a politikai határokra sokkal inkább vonatkozik, mint a természetes határokra (megye, ország, stb). Ebben a léptékben főként a statisztikai megközelítés használatos. A területre jellemző adatbázisokat GIS rendszerben és statisztikai módszerekkel kezelik. A víz- és a kémiai anyagok áramlása, áramlás intenzitása ebben a léptékben nem jelenik meg. A térképezés a méretarányhoz illeszkedő jellemzőkre (pl. folyóvízi üledékek, szélhordta üledékek) megjelenítésére vonatkozik általában. A determinisztikus modellek ebben a léptékben nem a talajfolyamatokra, hanem a szabályozási és kezelési kérdések vizsgálatára szolgálnak. Az alkalmazott determinisztikus modellek annak ellenére kerülnek ebben a lépékben alkalmazásra, hogy más skálára készültek. A skála különbségből adódó kötöttségeket nem veszik figyelembe, hiszen azok hatása a modellezett eredményekre nem ismert.

7.4. táblázat - Összeállítás a különböző szerveződési szintű (léptékű) talaj-, illetve talajfolyamat modellekről

SkálaCitációModell célja
i+6Smeck et al. (1983)Talajsorozatok kialakulására vezető entrópiaváltozások grafikus megjelenítése
i+5Jenny (1980)A talajfejlődés többléptékben történő megjelenítése
i+4Shovic a Montagne (1985)Talaj-táj kapcsolatok statisztikus modellje
 Havens (1988)Tömegegyensúlyi kimosódási modell, GIS alapú víz- és oldaláramlás becslés
 Lee et al. (1988)Talajképződés, mint a táj- és ökoszisztéma eleme
i+3Petach et al. (1991)Tömegegyensúlyi kimosódási modell, GIS alapú
 Delcourt a Delcourt (1988)Talajképződés, mint a táj- és ökoszisztéma eleme
i+2Marion et al. (1985)A talajkémiát, ET-t és a talaj-víz mozgást összegző összetett modell
 Wosten et al. (1990)Pont módszerek kiterjesztése területre morfológiai/hidrológiai függvények segítségével
 Evans a Roth (1992)Információ generálási elv szimulációs modellezéshez
 Bouma a van Lanen (1987)Statikus adatokra alapozott pedotranszfer függvények dinamikus folyamatok becslésére
i+1Finke (1993)Interpolált pont adatok mechanisztikus modellezése tápanyagáramlásra szétválasztó krígelési eljárás alkalmazásával
iLevine a Ciokosz (1986)Kétszínű modell a talajok savanyodás érzékenységének a tesztelésére
 Huston a Wagenet (1992)Determinisztikus/mechanisztikus modell víz- és oldatmozgásra
 Brimhall et al. (1991)Periódus dilatációs keveredés szerepe a talajszelvény rétegek kialakulásában
 Kirkby (1985)Mállási, szervetlen és szerves folyamatok dinamikus szimulációja
 Chadwick et al. (1990)Tömegegyensúly függvények a tengerpart-erdőtalaj átalakulásban
i-1Anderson a Bouma (1973)Agyagszint vízvezetőképességének becslése aggregátumok közötti pórusmintázatból
 Bootlink a Bouma (1991)A vízáramlás útvonalának becslése festéknyomvonal alapján
i-2Verpraskas a Bouma (1976)Vasmozgás makropórusos talajmátrixban oxidáció/redukció következtében
 Payton et al. (1992)Makropórus átmérő meghatározása röntgensugaras CT-vel
i-3Bouma a Anderson (1973)Vékonyréteg pórusmintázata, térbeli szerkezete
 Bouma a Denning (1974)A vízvezetőképesség morfometrikus elemzése
i-4Manley et al. (1987)A talajoldat és a részecske felülete közti anyagáram fizikai-kémiai modellje
 Stumm et al. (1985)Komplexképző ligandumok hatása ásványok oldódására


A kontinentális (i+5) és a globális (i+6) léptékben alkalmazott modellek már kivétel nélkül az un. konceptuális modellek. Talajtanilag ezekben a léptékekben talajgenetikai típusok és talajsorozatok jelennek meg. A víz- és a kémiai anyagtranszportot és intenzitást sem önmagában, hanem hatásuk eredményében nem veszik figyelembe. Az anyakőzetre jellemző diagnosztikus szintek megléte, vagy hiánya, a biológiai aktivitás mértéke, a klímahatás erőssége, mint differenciáló tényezők kerülnek felhasználásra a terület talajainak térszíni pozíciójával, a geohidrológiai-, hőmérsékleti- és csapadékviszonyokkal mutatott kapcsolat értékelésében. Ebben a tájléptékben értékelhető továbbá az emberi tevékenység hatása is a talajképződésre. A teljesség igénye nélkül készített, az áttekintést segítő, irodalomból kigyűjtött modellösszeállítást mutatunk be az egyes szerveződési szintekre a 29. táblázatban.