Die Bodenerosionsrate ist der zeitliche Verlust von Bodenmasse für eine bestimmte Landfläche. Erosion ist ein natürlicher Prozess, der durch Wind, Regen und bewegtes Wasser verursacht wird. Bodenerosion betrifft Landwirtschaft, Bauprojekte und Hausbesitzer, die in der Nähe von Flüssen, Ozeanen und an Landhängen leben. Übermäßige Erosion wird oft durch menschliche Aktivitäten wie Abholzung, 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 durch Wasser vorherzusagen, haben Wissenschaftler die Universal Soil Loss Equation (USLE) entwickelt.
Berechnung der erodierten Bodenmasse
Die Bodenmasse ist das Bodenvolumen multipliziert mit seiner Dichte. Die Dichte des Bodens wird durch seine Kompaktheit und durch den Gehalt an organischem Material beeinflusst. Um das durch Wasserabfluss in einem bestimmten Gebiet erodierte Bodenvolumen zu berechnen, messen Sie die quadratische Fläche multipliziert mit der Tiefenänderung. Wenn beispielsweise die Fläche in Quadratmetern 20.000 beträgt und die verlorene Bodenhöhe 0,01 Meter beträgt, dann gilt: Volumen = 20.000 x 0,01 = 200 Kubikmeter. Angenommen, die Bodendichte beträgt 150 Kilogramm pro Kubikmeter, multipliziert man das Volumen mit der Dichte, erhält man 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 geht. Wenn 30.000 Kilogramm Boden über vier Jahre verloren gingen, dann: Erosionsrate gleich 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 Einheitsfläche berechnen, z. B. einen Quadratmeter oder einen Morgen. Teilen Sie einfach die Erosionsrate durch die Anzahl der Quadratmeter oder andere Quadrateinheiten. Stellen Sie sicher, dass Sie bei allen Berechnungen den gleichen Einheitentyp verwenden, sei es Meter, Kilometer, Fuß, Yard oder Meilen.
Vorhersage der jährlichen Erosionsrate
Landwirtschafts-, Bau-, Landschafts- und Naturschutzprojekte müssen oft die prognostizierte jährliche Erosionsrate kennen. Klima, Bodenart, Vegetation und Hangneigung beeinflussen die Erosionsrate. Erhöhte Niederschläge und Wasserabfluss zerstören Bodenaggregate und wirken sich auf die Erosion aus. Vegetation und Vegetationswurzeln 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.
Universelle Bodenverlustgleichung
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 Bodenerosibilitätsfaktor ist und von der Bodenart abhängt. Die Faktoren L und S werden normalerweise zusammen betrachtet und sind ein Maß für die Länge und Steilheit einer Böschung. Der C-Faktor oder Crop-Management-Faktor und der P-Faktor oder Support-Practice-Faktor gelten normalerweise nur für Ackerland oder Land, das bodenschonend bewirtschaftet wird. In den Vereinigten Staaten sind Werte für den USLE von verschiedenen Bodenuntersuchungen des US-Landwirtschaftsministeriums und des Naturschutzdienstes verfügbar. Obwohl der USLE zur Messung der Ackerlanderosion abgeleitet wurde, ist er in modifizierter Form weltweit auf viele Arten von Wassererosionsproblemen anwendbar.
Verwendung des USLE
Um den USLE zu verwenden, erhalten Sie den Wert für den R-Faktor von Ihrer örtlichen Wetterstation oder einer anderen Agentur. Bestimmen Sie, welcher Bodenart Sie einen Wert für den K-Faktor zuweisen müssen; Ton mit durchschnittlichen Anteilen 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 Geländeneigung und bestimmen Sie den Prozentsatz der Neigung, um den LS-Faktor abzuleiten. Eine 8-prozentige Steigung mit einer Länge von 30,5 Metern hat einen LS-Faktor von eins. Wenn Sie das Land nicht für Ackerbau verwenden, sind die C- und P-Faktoren im Allgemeinen gleich eins. Diese Faktoren variieren zwischen null und eins, wenn Land aktiv bewirtschaftet und bestellt wird. Angenommen, der R-Faktor beträgt 100, der K-Faktor beträgt 0,40 und Ihre 30,5 Meter lange Landfläche hat eine Neigung von zwei Prozent. ergibt einen LS-Faktor von 0,2, dann Bodenerosion = 100 x 0,40 x 0,2 x 1 x 1 = 8 Tonnen pro Morgen pro Jahr für nicht bewirtschaftete Land.