土壤科学家不可能立刻到处研究地球上的每一块土壤。此外，土壤不断变化。
随着时间的推移，天气和土地利用等条件对土壤产生重大影响。因此，要了解土壤的一切，我们需要不断研究世界各地的土壤。由于这是不可能的，土壤科学家正在转向数学来预测土壤表面会发生什么。
土壤模型 – 就像经济模型一样 – 有助于预测趋势并提出建议。一个例子可能是气候变化对土壤水分过程的影响。模型有助于填补测量数据的空白。
由于土壤是一个复杂的环境，土壤模型由许多代表不同过程的部分组成。土壤模型的一个重要方面 – 水如何与陆地表面的土壤相互作用 – 最近由一组近30名科学家进行了讨论。他们的工作最近发表在Vadose Zone Journal上。
陆地表面的水渗透是一个重要的研究领域。渗透是指土壤吸收了多少水分。能够预测降水是否会在土壤表面上流动或浸泡在土地管理决策中是至关重要的。如果影响土地管理的方面，如侵蚀控制。确保我们拥有安全和清洁的供水也很重要。地表模型可以帮助科学家预测和模拟从土壤表面到大气的水和能量循环。
每块地表模型都很重要。研究小组发现，有关渗透的信息需要在地表模型中给予更多关注。
较慢的渗透会导致土壤侵蚀加剧。图片来源：Martha Pings
为了真正有用，地表模型需要包含大量信息。这包括土壤结构，土壤湿度和温度，降水，地形，植物等。科学家利用这些信息来计算地球的气候或了解土地利用变化如何影响地球气候。
德国ForschungszentrumJülich的Harry Vereecken是这项工作的主要作者。“这项审查发现了目前土地表面模型渗透过程处理方面的重要差距，”Vereecken说。“目前的模型没有考虑结构性质对土壤水分动态的影响。此外，我们看到缺乏一个一致的框架来提升不同尺度的渗透过程，以及描述它们的方法的多样性。”
该小组呼吁科学家们共同努力，提供他们的技能，以便更好地将这些信息纳入地表模型中。这样模型可以更好地反映地球表面发生的事实。
他们的审查是长期编制科学研究的一种方式，并提出了土壤科学家应该把重点放在下一步的建议。在查看大量研究时，他们发现没有一致的方法来预测渗透。他们还发现，影响渗透的土壤的某些方面往往被忽略。
“气候和地球科学界通常比土壤科学界的规模更大，”Vereecken解释说。“土壤科学家大多在较小规模上工作，例如从地块规模到研究过程，往往不包括他们研究中的大气过程。我们想写下这些社区聚集的重要性。这是有史以来第一次审查解决了这些模型中渗透过程的处理问题。“
他补充说，他们希望他们的工作能够就地表模型中的渗透过程如何处理提供一个共识。虽然很难量化这些复杂的过程并将它们组合成更大的模型，但它对于研究地球的状态非常重要。两个群体都需要彼此。如果没有土壤科学家在较小规模上工作，其他人就不会有他们模型的数据。
“由于土壤对气候相关过程起着关键控制作用，它可以增加我们作为土壤科学家所做研究的相关性，”Vereecken说。“我们希望这可以作为其他科学家的一种参考文献，并将那些与地表模型的不同方面相关的工作联系起来。”