Hidrológiai Közlöny, 2014 (94. évfolyam)
2014 / 1. szám - Tóth Bettina - Makó András - Tóth Gergely: Talajaink víztartó képességének meghatározása talajtérképi információk alapján - a csernozjom talajok példája
72 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2014.94. EVF. 1. SZ. sónként és vizsgált mátrixpotenciál értékenként. A kidolgozott becslő módszerek közül a -33 kPa mátrixpotenciálhoz tartozó víztartó képesség számítására kidolgozott CHAID tip. fával szemléltetjük a döntési fák szerkezetét (2. ábra). 4. táblázat. A klasszifikációs fával kidolgozott becslő módszerek (pedotranszfer függvények) áttekintése A becslés típusa Becsült víztartó képesség A becsléshez figyelmébe vett input paraméterek Elkülönített csoportok száma CHAIDkat 0-0,1 kPa fizikai féleség, kalcium-karbonát, humusz, altípus kód 10 0-33 kPa fizikai féleség, humusz, altípus, kalcium-karbonát kód 9 0-1500 kPa fizikai féleség, humusz, kalciumkarbonát, feltalaj és altalaj megkülönböztetése, altípus kód 15 CRTkat 6-0.1 kPa fizikai féleség, kalcium-karbonát, feltalaj és altalaj megkülönböztetése, pH, altípus, humusz kód 14 0-33 kPa fizikai féleség, altípus, humusz, kalcium-karbonát kód, feltalaj és altalaj megkülönböztetése 11 0-1500 kPa fizikai féleség, kalcium-karbonát, humusz, altípus kód, feltalaj és altalaj megkülönböztetése 27 CRT folyt 0-0.1 kPa homok, kalcium-karbonát, altípus 6 0-33 kPa homok, agyag, humusz 10 0-1500 kPa agyag, homok, humusz, altípus 10 A térképi kategóriák határait alapul vevő CHAIDkat és CRTkat módszerek esetén mind a három vizsgált mátrixpotenciálon a fizikai féleség a legfontosabb tulajdonság a víztartó képesség becsléséhez. Ahogy ez a szakirodalomból is jól ismert, minél finomabb a talajok fizikai félesége, annál nagyobb a víztartó képességük mátrixpotenciáltól függetlenül (Rawls at el., 2003). Ha a fizikai féleségnél részletesebb mechanikai összetétel hatását vizsgáljuk (CRT_folyt), akkor a folytonos tulajdonságok közül a homoktartalom a legfontosabb a 0.o,ikPa és 0-33kpa becsléséhez. A -3 és -200 kPa mátrixpotenciál tartományban a mechanikai összetételt jellemző szemcsefrakciók közül a finom homokfrakció a meghatározó a víztartó képesség szempontjából, mert ez a szemcsefrakció határozza meg a gravitációs és kapilláris pórusterek nagyságát (Rajkai et al., 1981; Várallyay, 2002b) A vártnak megfelelően a homoktartalom növekedésével csökken a víztartó képesség. Magas homoktartalmú minták víztartó képességének becsléséhez csak a homoktartalom szükséges. A 0.15OokPa becsléséhez azonban az agyagtartalom a legfontosabb a vizsgált tulajdonságok közül. A -200 és -1500 kPa mátrixpotenciál tartományban már csak a szorpciós erőkkel kötött víz van jelen a talajban, melynek mennyiségét leginkább az agyagtartalom befolyásolja (Rajkai et al., 1981; Várallyay, 2002b). Minél több agyagot tartalmaz a minta, annál nagyobb a víztartó képessége. Becslő módszertől függetlenül a humusztartalom növekedésével az átlagos víztartó képesség is általában nő minden mátrixpotenciál értéken (pl: 2. ábra 6., 7., 10. és 11. csomópontok). Ez a humusztartalom szerkezetstabilizáló hatásával, és a szerves kolloidok nagymértékű vízmegkötő képességével magyarázható (Stefanovits et al., 1999; Rawls et al., 2003). Telített állapothoz közeli mátrixpotenciál értéken (-0,1 kPa) a kalcium-karbonát tartalom növekedése általában a víztartó képesség növekedését okozza. -33 (2. ábra 12. és 13. csomópont) és -1500 kPa mátrixpotenciál értéken viszont a kiugróan magas (25 tömeg % fölötti) kalcium-karbonát tartalmú talajok átlagos víztartó képessége kisebb, mint a 25 tömeg %-nál kevesebb kalcium-karbonátot tartal- mazóaké. Az ellentétes hatásra az adhat magyarázatot, hogy -0,1 kPa mátrixpotenciálon a kalcium-karbonát talajszerkezetre gyakorolt pozitív hatása érvényesül, mely több makró- pórust eredményez. Alacsonyabb mátrixpotenciál értékeken viszont csökkenti a víztartó képességet, mert a magas kalcium-karbonát tartalom, már mészkonkréciók előfordulására utalhat, ami miatt az egységnyi talajtérfogatban lecsökken a vizet visszatartó kisméretű pórusok mennyisége (Rajkai szóbeli közlés, 20 11). A pH érték víztartó képességre gyakorolt hatása csernozjom talajoknál elhanyagolható. Egyedül a CRT kat módszernél, vályog és agyagos vályog fizikai féleségű talajok <9_0 lkPa becslésénél fontos. A pH közvetetten a talaj szerkezetére utalhat (Tóth et al., 2012). A talaj altípusát a klasszifikációs fák egy eset kivételével: CRTfolyt, -33 kPa mátrixpotenciál (4. táblázat), mindig figyelembe veszik a csernozjom talajok víztartó képességének becsléséhez. A talaj altípus a vizsgálati eredmények szerint tehát olyan információt hordoz, ami a vizsgálatba vont talajjellemzők jelentéstartalmát bővíti. Az altípusban kifejezésre jutó tulajdonság együttes jelentősége altípusonként és mátrixpotenciálonként is változhat. Érdekes volna a későbbiekben részletesen is megvizsgálni, hogy az egyes talaj altípusok változataira jellemző részletes talajtulajdonságok tágabb körének (pl. szerkezet, agyagásvány típusa, stb.) vizsgálatba vonása után is megmarad-e az altípus ilyen jellegű szerepe. A becslésben a bevont input paraméterek közül a feltalaj és altalaj megkülönböztetésének a legkisebb a szerepe. A MARTHA adatbázis mintáinak nagy része művelt területekről származik. Ezen mintáknál a különböző agrotechnikai eljárások hatására a feltalaj (szántott réteg) jellegzetes szerkezete és az ebből adódó talaj vízgazdálkodásbeli különbségek megváltoznak, aminek következtében kevésbé különbözik a feltalaj az altalajtól. A víztartó képesség értékek becslésére kidolgozott módszerek becslési megbízhatóságát jellemző értékeket az 5. táblázatban tüntettük fel. A bemutatott módszerekkel a maximális vízkapacitást és holtvíz tartalmat általában felülbecsüljük (0,1-0,6 tf %-kal), a szabadföldi vízkapacitásnál és a hasznosítható vízkészletnél (DV = ö.lifcI>a - 0.|SOokpa (Stefanovits et al., 1999)) a valós értéknél átlagosan 0,1-0,5 tf %-kal kisebb értéket becsiünk (5. táblázat ME értékei). Az RMSE, RME és Pearson-féle korrelációs koefficiens alapján egyaránt a talajok szabadföldi vízkapacitás értéke (^-33kPa) be- csülhető a legmegbízhatóbban a vizsgált mátrixpotenciál értékek közül (5. táblázat). A maximális vízkapacitás (<9_o lkPa) becslése a térfogattömeg ismeretében javulna szignifikánsan (Nemes, 2003, Twarakavi et al. 2009), de ez a talajadat nem hozzáférhető a talajtérképeken. A maximális vízkapacitást legnagyobb mértékben a makropórusok mérete és mennyisége határozza meg (Lin et al., 1999), ezen talajtulajdonság pedig szezonálisan változik a talajt érő mechanikai és klimatikus viszonyoktól függően, ami megnehezíti megbízható becslését. Holtvíz tartalomnál (ö.isookPa) a szorpciós erőkkel visz- szatartott víz nagyságára a duzzadó agyagásványok mennyisége is hatással van, amire többek között Bruand (1990) is felhívta a figyelmet. Bruand szerint erre akkor van szükség, amikor a becsléshez eltérő alapkőzeten, különböző talajfejlődéssel kialakult talajokat vizsgálunk. Kimutatta, hogy a 9. i5oou>a és (?_33kpa jobban jellemezhető az agyagásvány minőségére utaló tulajdonságok bevonásával, mint csupán az a- gyagtartalom alapján. A későbbiekben, amennyiben erre le-
