Koptsik et al.(2003)による〔『On the calculation of the surface area of different soil size fractions』(629p)から〕

『異なる土壌サイズ画分の表面積の計算について』


Abstract
 A model that accounts for contributions to the total surface area (SA) by different size fractions of the soil is considered from a theoretical point of view. Calculations, based on continuous particle sizes and forms, explain SA mainly as a geometric SA. It is common for coarse soils to have a discrepancy between the measured SA, say inferred from adsorption of gases, and the calculated geometric area of up to two orders of magnitude. This discrepancy is removed by the present method. Size distribution is the main factor influencing the SA; taking particle forms into account resulted in a 2-3 times increase of SA. The several orders of magnitude range of grain sizes leads to crucial variations in the contributions that soil fractions make to weight, SA and number of grains. The fundamental lower limit of variation of soil properties, originating from the discrete nature of soils, is introduced. Despite the deterministic physical origin of SA, high sensitivity to the finest fractions can be considered on the environmental scale as a cause of the dual - stochastic and deterministic - nature of SA. Small variations of weight within experimental error and the fundamental limit may result in significant variations of SA, close to the same order of magnitude for coarse soils. An empirical equation (Sverdrup, 1990) relates textural data to SA at landscape scale. It is applicable to a collection of samples, while individual samples must be characterised on a probabilistic basis.』

『土壌の異なる粒径画分による全表面積(SA)への寄与を説明するモデルが、理論的な見地から検討されている。連続する粒径と形状を基に、計算により幾何SAとしてSAが説明されている。ガス吸着から推定されるような測定によるSAと計算による幾何表面積間の相違が2桁位までの大きさになるのは、粗い土壌では普通のことである。この相違は、本方法によって取り除かれる。粒径分布はSAに影響する主な要因である;粒子形状を考慮するとSAは2〜3倍増加することになる。粒径が数桁の範囲にあれば、土壌画分が粒子の重量、SA、および数に与える寄与に重大な変動をもたらす。土壌の個別的な性質から生じる土壌特性の変動の基本的な下限が導入されている。SAの確定的な物理的起源にもかかわらず、最も細粒の画分に対する高い感受性は、SAの両面的−確率的および確定的−な性質の原因として、環境の規模で考慮することができる。実験誤差および基本的限界内での重量の小さな変動は、粗い土壌に対するのと同じ桁の大きさに近い、SAの重大な変動を起こすことになるかもしれない。経験式(Sverdrup, 1990)は、景観規模で、構造データをSAに関連づけている。それは試料の山に適用できるが、個々の試料は蓋然的な基本のうえで特徴づけされなければならない。』

1. Introduction
2. Geometric surface area: theoretical treatment
 2.1. General relationships
 2.2. Superposition model
 2.3. Separation of the particle form
 2.4. Elementary distributions
 2.5. Example of calculation
3. Application of the model: results and discussion
 3.1. Parameters of distributions
 3.2. Number of particles
 3.3. Relative contributions
 3.4. Absolute values of surface area
 3.5. Relationships with simple assessments
4. Conclusions
Acknowledgements
Appendix. Truncated lognormal distribution
References


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