Inhalt
- Berechnung der abgefressenen Bodenmasse
- Berechnung der Erosionsrate
- Vorhersage der jährlichen Erosionsrate
- Universal Soil Loss Equation
- Verwendung des USLE
Die Bodenerosionsrate ist der zeitliche Verlust an Bodenmasse für eine bestimmte Landfläche. Erosion ist ein natürlicher Prozess, der durch Wind, Regen und fließendes Wasser verursacht wird. Die Bodenerosion betrifft die Landwirtschaft, Bauprojekte und Hausbesitzer, die in der Nähe von Flüssen, Ozeanen und an Landhängen leben. Übermäßige Erosion wird häufig durch menschliche Aktivitäten wie Entwaldung, Straßenbau und intensive Landwirtschaft verursacht. Sie können die Bodenerosionsrate berechnen, indem Sie den Verlust an Bodenmasse über einen bestimmten Zeitraum messen. Um die zukünftige Bodenerosion aufgrund von Wasser vorherzusagen, entwickelten die Wissenschaftler die Universal Soil Loss Equation (USLE).
Berechnung der abgefressenen Bodenmasse
Bodenmasse ist das Bodenvolumen multipliziert mit seiner Dichte. Die Dichte des Bodens wird durch seine Kompaktheit und den Gehalt an organischem Material beeinflusst. Um das Bodenvolumen zu berechnen, das in einem bestimmten Gebiet durch Wasserabfluss abgetragen wurde, messen Sie die quadratische Fläche multipliziert mit der Tiefenänderung. Wenn beispielsweise die Fläche in Quadratmetern 20.000 beträgt und die Höhe des verlorenen Bodens 0,01 Meter beträgt, gilt Folgendes: Volumen = 20.000 x 0,01 = 200 Kubikmeter. Angenommen, die Bodendichte beträgt 150 Kilogramm pro Kubikmeter. Multipliziert man das Volumen mit der Dichte, ergibt sich die erodierte Bodenmasse: Masse = 200 x 150 = 30.000 Kilogramm.
Berechnung der Erosionsrate
Die Erosionsrate misst die Menge an Bodenmasse, die über einen bestimmten Zeitraum verloren gegangen ist. Wenn in vier Jahren 30.000 Kilogramm Boden verloren gingen, dann: Die Erosionsrate entspricht 30.000 geteilt durch 4 oder 7.500 Kilogramm pro Jahr. Um die Erosionsraten in verschiedenen Landgebieten zu vergleichen, müssen Sie die Raten für eine Flächeneinheit berechnen, z. B. einen Quadratmeter oder einen Morgen. Teilen Sie einfach die Erosionsrate durch die Anzahl der Quadratmeter oder andere quadratische Einheiten. Stellen Sie sicher, dass Sie für alle Berechnungen denselben Einheitentyp verwenden, unabhängig davon, ob es sich um Meter, Kilometer, Fuß, Yards oder Meilen handelt.
Vorhersage der jährlichen Erosionsrate
Landwirtschafts-, Bau-, Landschafts- und Naturschutzprojekte müssen oft die vorhergesagte jährliche Erosionsrate kennen. Klima, Bodentyp, Vegetation und Hangneigung beeinflussen die Erosionsrate. Erhöhter Niederschlag und Wasserabfluss zersetzen Bodenaggregate und wirken sich auf die Erosion aus. Die Vegetation und die Wurzeln der Vegetation behindern die Erosion. Steilere Hänge haben einen größeren Bodenverlust durch Wassererosion. Um diese Faktoren bei der Vorhersage der jährlichen Erosionsrate zu berücksichtigen, wurde die Universal Soil Loss Equation (USLE) erstellt.
Universal Soil Loss Equation
Die Universal Soil Loss Equation (USLE) sagt den durchschnittlichen jährlichen Bodenverlust "A" pro Flächeneinheit voraus. Die Gleichung lautet A = R x K x L x S x C x P und multipliziert verschiedene Faktoren, um die jährliche Erosionsrate zu erhalten. Der R-Faktor basiert auf Niederschlag und Abfluss, während K der Bodenerodierbarkeitsfaktor ist und von der Bodenart abhängt. Die L- und S-Faktoren werden normalerweise zusammen betrachtet und sind Maße für die Länge und Steilheit eines Gefälles. Der C-Faktor oder der Erntemanagementfaktor und der P-Faktor oder der Unterstützungsfaktor gelten normalerweise nur für Ackerland oder Land, das zur Erhaltung des Bodens bewirtschaftet wird. In den Vereinigten Staaten sind Werte für den USLE bei verschiedenen Bodenuntersuchungen des US-amerikanischen Ministeriums für Landwirtschaft und Erhaltung natürlicher Ressourcen erhältlich. Obwohl der USLE zur Messung der Erosion von Ackerland abgeleitet wurde, ist er in modifizierter Form weltweit auf viele Arten von Wassererosionsproblemen anwendbar.
Verwendung des USLE
Um die USLE zu verwenden, erhalten Sie den Wert für den R-Faktor von Ihrer lokalen Wetterstation oder einer anderen Agentur. Bestimmen Sie, welcher Bodentyp Sie einen Wert für den K-Faktor zuweisen müssen. Ton mit durchschnittlichen Mengen an organischer Substanz hat einen K-Faktor von 0,49, während sehr feiner Sand einen Wert von 0,96 hat. Messen Sie die Länge der Neigung des Landes und bestimmen Sie den Prozentsatz der Neigung, um den LS-Faktor abzuleiten. Eine Neigung von acht Prozent mit einer Länge von 30,5 Metern hat einen LS-Faktor von eins. Wenn Sie das Land nicht für den Anbau nutzen, sind die Faktoren C und P im Allgemeinen gleich eins. Diese Faktoren variieren zwischen null und eins, wenn Land aktiv bewirtschaftet und bestellt wird. Angenommen, der R-Faktor ist 100, der K-Faktor ist 0,40 und Ihre 30,5 Meter lange Landfläche weist eine Neigung von zwei Prozent auf, was einen LS-Faktor von 0,2 ergibt, dann ist die Bodenerosion = 100 x 0,40 x 0,2 x 1 x 1 = 8 Tonnen pro Morgen pro Jahr für nicht bewirtschaftetes Land.