A talajnedvesség évjárathatásának kimutatását az őrbottyáni mintaterület kontroll parcelláján végeztem el, ahol a mért talajnedvesség értékeket
hasonlítottam össze a centiméteres és deciméteres felbontású HYDRUS-1D
modellezett eredményeivel. A modell kalibrációja a LAI értékekre történt.
A szimulált talajnedvesség értékek a 0-10 és 0-80 cm-es mélységben közelítették
legjobban a mért adatokat, mind a cm-es, mind pedig dm-es felbontás esetén.
Azonban, extrém száraz (Θ < 1 %) feltalaj esetén felülbecslik a
talajnedvesség értékét.
A modellezett értékek felülbecslik a 0-30
cm-es mélység nedvességtartalmát 2010. 04. 27. – 2010. 06.09. között (1. ábra), mely valószínű oka, hogy a mintaterületen
termesztett kukorica több nedvességet vett fel a kikelést követően, mint amit a
modell számított. 2011-es év ezen időszakában a modellezett értékek jó egyezést
mutattak a mért értékekkel, mely lehetséges oka a csapadékosabb tavaszi
időjárás, míg 2012 tavaszán a szimulált értékek alulbecslik a talajnedvesség
értékét, így kimutatható egy évjárathatás. 2010. 11. 05. – 2010. 11.18.
illetve 2012. 09.27. –
2012.12.18. között alulbecslik a modellezett eredmények a talajnedvesség
értét, mely valószínű oka, hogy a kukorica betakarítását követően, illetve a
visszamaradó gyökerek eltávolítása után lecsökkenhetett a 0-30 cm-es szint
nedvességtartalma.
A szimulált talajnedvesség értékek
felülbecslik a mért értékeket 30-60 cm-es és 60-80 cm-es mélységekben 2010.04.26.
– 2010.06.23.
között (1. ábra), mely
valószínű oka, hogy a tavasszal jelentkező csapadéktöbblet egy részét a 0-30
cm-es zónában a kukorica növények felvették, így valójában kevesebb víz szivároghatott
a 30-60 cm-es zónába. 2010 tavaszát követően, illetve 2011-ben a modellezett
talajnedvesség értékek jól közelítették a mért értékeket, azonban a 2012-es
évben alulbecslik. 
1. ábra: Különböző
mélységben mért (piros kör) és centiméteres felbontású HYDRUS-1D modellel szimulált
(fekete négyzet) talajnedvesség értékek változása és azok hibamutatói az
őrbottyáni mintaterület kontroll parcelláján 2010.03.31. és 2013.04.18.
között. Hibasávok a szórás értékeknek felelnek meg.
Egy terület talajnedvesség állapota függ a területre hulló csapadék
beszivárgásának mértékétől is. A szakirodalom szerint a hosszabb száraz
időszakok fokozzák a beszivárgás mértékét nedvesíthető talajok esetében, mivel
megnövekszik szorpciós kapacitásuk (Orfánus et al., 2014).
Megfigyelhető, hogy a modellezett
értékek alul-, illetve felülbecslik a mért talajnedvesség értékeket szárazabb,
illetve csapadékosabb időszakok alatt. Ez az évjárathatás 2010-ben és 2012-ben jól
megfigyelhető. Az 1 . táblázatból látható,
ezen évek vegetációs periódusában hullott csapadékmennyiségek közötti
különbségek. 2011-ben és 2012-ben is átlag alatti éves csapadékmennyiség esett,
de az éven belüli eloszlás tekintetében 2012-ben kevesebb eső hullott a
vegetációs időszakban.
|
|
Éves
mért csapadék mennyiség [mm]
|
Vetés
és aratás között lehullott csapadék mennyiség [mm]
|
Vegetációs
időszakban lehullott csapadék mennyisége az éves csapadékhoz viszonyítva [%]
|
|
2010
|
1027,2
|
721,6
|
70
|
|
2011
|
408,2
|
280,4
|
69
|
|
2012
|
515,2
|
278,8
|
54
|
1.
táblázat: A csapadék
mennyiségének évenkénti megoszlása a teljes év, illetve a vegetációs időszakok
alatt. (Őrbottyán, 2011 – 2012)
2010-es
évben az éves átlagot jelentősen meghaladó mennyiségű csapadék esett az
őrbottyáni mintaterületre és jól látható az 1. ábrán, hogy a modell
felülbecsli a talaj nedvességtartalmát, főképp a 30-60 és 60-80 cm-es zónákban.
A 2012-es időszakban a modell azt szimulálja, hogy a kevesebb csapadék miatt
jelentősen kisebb mértékű a beszivárgás, illetve a mélyebb rétegek (30-60 és
60-90 cm) nedvességtartalma. Azonban Orfánus és munkatársai (2014) kimutatták,
hogy annak ellenére, hogy néhány talajfizikai tulajdonságot (pl.:
talajnedvesség tartalmat, WDPT értéket, szorptivitását) szignifikánsan
módosíthatnak hosszú periódusú időjárási állapotok (pl. aszály), a csapadék
beszivárgása tekintetében egyensúlyi állapot figyelhető meg. Mivel a kezdeti
állapotban változatlan maradhat a beszivárgás üteme mind csapadékos, mind pedig
aszályos időszakok tekintetében. Azonban a modell figyelmen kívül hagyja ezt a
jelenséget.
A mért és modellezett értékek
hibamutatói alapján összevethetők a szimulált értékek a talajnedvesség mérés
műszerhibájával. Az SzD értékek alapján 5 %-os valószínűségi szinten szignifikáns
különbség mutatkozott a mért és modellezett értékek között 2010-ben és
2012-ben. 2010-ben ― extrém csapadékos tavasz és nyár esetében ― a HYDRUS
modell szignifikánsan felülbecsülte, míg 2012-ben ― aszályos nyári és őszi
időszak alatt ― szignifikánsan alulbecsülte a talajnedvesség értékét minden
mélységben. 2011-ben, mikor átlagos csapadékeloszlás volt, nem volt szignifikáns a kimutatható
különbség a mért és modellezett talajnedvesség értékek között. A
0-30 cm-es szintekben jelentkező különbség oka lehet, hogy a modell nem követi
megfelelően a növényi vízfelvételt. A HYDRUS-1D nem szimulálta megfelelően az extrém
évjárathatásokat, melyek gyakorisága a jövőben növekedni fog.
