我院张永根副教授与美国亚利桑那大学、中山大学等同行在全球土壤水力参数研究方面取得新进展。相关研究成果以论文“Development of Hierarchical Ensemble Model and Estimates of Soil Water Retention with Global Coverage”发表在地学一区权威期刊Geophysical Research Letters上。
模拟陆地表层与大气之间的水分及能量的交换过程需要准确量化土壤水力参数，即土壤持水曲线、非饱和导水率曲线、饱和渗透系数等参数。土壤转换函数是一种高效预测土壤水力参数的方法，已广泛应用于水文模型、陆面模式、地球系统模式等。
本研究基于常用的预测土壤水力参数的13个土壤转换函数模型，根据预测因子的不同进行分类，利用包含全球土壤数据的NCSS和WoSIS数据库对各个模型进行评价；提出了基于不同预测因子的层次型集合模型，结果显示新构建的集合模型优于常用的单一土壤转换函数模型。与实测含水量相比，新构建的集合模型预测的土壤含水量精度更高。此外，利用新构建的集合模型预测了全球土壤持水数据及其不确定性。
新构建的集合模型提供了比目前地球系统模型中更精确的土壤持水数据，因此利用此数据可以提高陆面模式、地球系统模式等模型中预测陆地表层与大气之间水汽通量及能量交换的精度、降低模型的不确定性。
本研究受到了国家自然科学基金（41807181）的支持。相关代码及数据集（Geotiff格式，可被GIS软件及R、python、Matlab等程序读取）下载地址：
https://dataverse.harvard.edu/dataset.xhtml?persistentId=doi:10.7910/DVN/VPIN2B。
文章信息：Yonggen Zhang*, Marcel G. Schaap*, and Zhongwang Wei. (2020). Development of Hierarchical Ensemble Model and Estimates of Soil Water Retention with Global Coverage, Geophysical Research Letters, doi:10.1029/2020GL088819。全文链接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/2020GL088819
图：基于集合模型构建的全球表层土壤(a、b)饱和土壤含水量、(c、d)负压在-0.33bar含水量（田间持水量）、(e、f)负压在-15 bar含水量（植物凋萎系数）的均值和方差。图中数据基于全球250m分辨率数据，并提取出10km数据进行展示。
