᭩ࠉホJ. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性Book review

No. 148, p.51∼52 (2021)

Soil Physics with Python:Transport in the Soil-Plant-Atmosphere System
Marco Bittelli, Gaylon S. Campbell, Fausto Tomei [著]
Oxford University Press 2015/7/14
449 頁 ISBN-13: 978-0199683093 定価本体＄ 98.50

コンピュータを用いた数値計算は，研究のツールとしプログラム言語の使用経験がある方であれば，Python にて不可欠なものになった．土壌物理の研究においても，関しての多少の予備知識を獲得することで，容易に読む数値計算を活用した研究成果は枚挙にいとまがない．特ことができるだろう．また，有用なオープンソースのラに，優れた汎用ソフトウェアの存在は，数値計算を身近イブラリやフレームワークが多数利用可能であることもなものとし，これまでに困難であった高度な解析を可能

Python の大きな特徴である．それらの内のいくつかは本とした．一方で，コンピュータによる計算は，使用者の書でも利用されている．本書を通じて読者は，土壌物理能力や理解を超えた結果を出力する可能性がある．理論の数値計算法と Python の利用方法を同時に学ぶことがや数値計算の方法について理解が伴わないまま安易に計できる．

算結果を使用することは，好ましくない．しかし，多く本書は，土壌–植物–大気連続体の水 · 熱 · 物質輸送のの場合，論文やソフトウェアのマニュアルの記述からプ理論とこれを解くための数値計算法について述べた 15

ログラムコードを再現することは難しく，計算方法の詳章と Python と数値計算の基礎を概説した補足の 2 章で細について学ぶことは容易ではない．数値計算に取り組構成されている．取り扱われている内容は，土壌の物理みたいものの学習方法がわからない，コードを作成しよ特性，ガス移動，熱移動，水分特性，定常水移動，土壌うとしたが途中で挫折した，などの理由により数値計算特性のバラツキ，非定常水移動，グリッドの作成，3 次に苦手意識を持つ方は多いのではないだろうか．

元水移動，蒸発，水 · 熱同時移動，溶質移動，蒸散と根の本書は，このような経験を持つ方に最適の書である．

吸水，大気境界条件となっている．土中の各種移動現象

本書は，土壌–植物–大気連続体における輸送現象の数値と物理特性の記述といった基礎的な内容から，地表水移計算について解説した書物であり，前著である Gaylon

動を含む 3 次元水移動，水 · 熱同時移動，大気境界条件

S. Campbell 著 Soil Physics with BASIC の待望の改訂版の記述（蒸発散，根の吸水モデルとの結合）など応用的である．前著は，土壌物理の数値計算について初めて解な内容まで，土壌–植物–大気連続体の輸送現象の理解に説した書であり，理論や計算方法の解説のみならずプロ必要な多くの事項が説明されている．中でも，植生下のグラムコードまで記載されている極めて実用的で画期的

地表面の境界条件について述べた 14，15 章が本書の最な書であった．日本語にも翻訳されており，我が国にお大のウリである．地表面の熱収支，蒸散 · 根の吸水，土いても大いに活用された．本書は，前著のオープンソー中の水移動を，そのメカニズムに基づいて一体化してモスの理念はそのままに，前著出版以降の研究成果や新たデル化する方法が示されている．最後の章まで到達すれな話題，近年のコンピュータ性能を活かした多次元の計ば，土壌–植物–大気連続体の輸送現象について総合的な算方法などが追加されるなど，前著を読んだ方にとって理解が深まる．

も新たな知見を得られるものとなっている．

各章では，理論やモデル，および，これを解くための数使用されているプログラム言語は，書名からもわかる値計算法に関する説明の後に，具体的なプログラムコーとおり，BASIC から Python へと変更された．Python はドが解説と共に記載されている．コードは筆頭著者であWeb アプリケーションや IoT など幅広い分野で利用される Marco Bittelli 博士の HP（http://marcobittelli.com）かているオープンソースのプログラミング言語であり，近らダウンロードできる．読者は，Python の実行環境を用年では AI の開発で注目を浴びている．その文法はシン意すれば，すみやかに計算コードを利用できる．このよ

プルで学びやすく，コードは可読性に優れている．他のうな形式は，近年多くの書籍で見られるが，本書のように専門性の高い内容を扱った書籍は稀であり，非常に価2021 年 6 月 11 日受稿

2021 年 6 月 14 日受理

値が高い．

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土壌の物理性第 148 号

(2021)

前著と比べ，ボリュームが大幅に増しており，理論や1483–1496）は述べられていない．これらを学びたい方

コードの説明，式の導入過程が非常に丁寧に記述されは，別の専門書や文献で学ぶ必要がある．しかし，本書るようになった．初学者にとっては理解しやすい構成とで数値計算の技術を身につけた方であれば，本書とは異なっている．ただし，扱われている内容が多岐に渡りかなる計算方法であったとしても，それを習得することはつ情報量も多いため，短時間で通読できるようなもので困難ではないだろう．読者は，本書のコードを部分的にはない．時間をかけて繰り返し学ぶのが良いだろう．初変更することで，各自が別途学んだ内容もすみやかに試

学者は，パラメータやコードを変更したりしていろいすことができる．数値計算法やプログラミングについてろ試してみるのが良い．章末にある演習は，読者の学習の理解が進めば，本書で示されたコードの大部分が再利に非常に役に立つ．コードは，短いシンプルなものから用可能であり，変更すべき箇所はわずかであることに気徐々に長く複雑なものへとなるように構成されている．

づくだろう．

焦らずにじっくりと順を追って学習すれば，様々な数値以上のように，本書は，土壌–植物–大気連続体の輸送計算のテクニックと高度なプログラミング技術が習得で現象の数値計算を学ぶための良書である．土壌物理の数きるだろう．他方，数値計算の経験者に対しては，関心値計算に関心がある初学者，数値計算の方法について詳のある箇所について重点的に読めば，必要な知識が得らしく知りたい汎用ソフトのユーザー，Python に関心がれるようにも工夫されている．テーマごとに細かく章分ある数値計算の経験者，いずれにとってもおすすめできけされているため，関心のある箇所を探すことは容易でる．特に，これから数値計算を始める学部生や大学院生ある．コードは，機能や処理毎に細かくモジュール化さには強くおすすめしたい．本書をマスターするには根気れており，読者独自のコードを作成する際に使いやすいと努力が必要であるが，それを上回る対価が得られるこように記述されている．とを保証する．本書で学んだ知識を生かしてオリジナル

本書で用いられている偏微分方程式の数値計算法は，有限差分法および有限体積法である．有限要素法は扱われていない．また，Richards 式の解法について複数の方法が示されているが，広く用いられている Celia らの方法（Celia et al. (1990): Water Resour. Res., 26(7):なコードの作成に挑戦し，各自の課題解決に繋げていた
だきたい．
西田和弘
（農研機構農村工学研究部門）