Bodempedologie

Bodem erosie

Bodemprofielen worden voortdurend verstoord door de werking van stromend water, wind of ijs en door de zwaartekracht. Deze erosieve processen verwijderen bodemdeeltjes van A-horizonten en stellen ondergrondse horizonten bloot aan verwering, wat resulteert in het verlies van humus, plantvoedingsstoffen en nuttige bodemorganismen. Deze verliezen zijn niet alleen van het grootste belang voor de land- en bosbouw, maar het verwijderen, transporteren en vervolgens afzetten van grond kan aanzienlijke economische gevolgen hebben door gebouwen, bruggen, duikers en andere constructies te beschadigen.

Erosieve processen

Door water veroorzaakte erosie kan verschillende vormen aannemen, afhankelijk van het klimaat en de topografie. De kracht van de regen die een landoppervlak raakt, niet gehinderd door vegetatie of door mensen gemaakte constructies, is voldoende om 15 cm (6 inch) materiaal van een A-horizon van bijna 1 meter (39 inch) in de lucht te brengen. De impact van regendruppels verbreekt de bindingen die bodemaggregaten bij elkaar houden en katapulteert de deeltjes in het stromende water van de oppervlakte-afvoer. Het op grote schaal verwijderen van gronddeeltjes door de waterstroom van de platen (erosie van de platen) of door stroming in kleine kanalen (erosie van de golven) is verantwoordelijk voor het grootste deel van het door water veroorzaakte bodemverlies van blootgestelde landoppervlakken. Meer spectaculaire maar minder voorkomende soorten erosie zijn geulerosie, waarbij water zich concentreert in kanalen die te diep zijn om glad te worden gemaakt door te bewerken, en stroombankerosie, waarbij de verzadigde zijden van stromende beekjes in het bewegende water eronder tuimelen. Dezelfde krachten die bij erosie op de oever werken, worden waargenomen in bodems op hellingen die grondig verzadigd raken met water. Door de zwaartekracht, die in staat is de cohesieve krachten te overwinnen die bodemdeeltjes bij elkaar houden, kan het hele bodemprofiel naar beneden gaan - een fenomeen dat massabeweging wordt genoemd. Deze beweging kan ofwel langzaam zijn (bodemkruip), snel (puinstroom of modderstroom), of soms catastrofaal (aardverschuiving).

De mechanismen die betrokken zijn bij winderosie zijn afhankelijk van de bodemtextuur en de grootte van de bodemdeeltjes. Droge gronddeeltjes slib of kleigrootte kunnen over grote afstand door de wind worden vervoerd. Grotere deeltjes ter grootte van fijn zand met een diameter van 0,05 mm (0,002 inch) tot 0,5 mm (0,02 inch) kunnen tot wel 25 cm (10 inch) in de lucht worden gewelfd en na een korte tijd op de grond vallen vlucht, alleen om terug te kaatsen onder de voortdurende drijvende kracht van de wind. Grofere zanddeeltjes worden niet opgetild, maar kunnen wel langs het landoppervlak tuimelen. De belangrijkste oorzaak van winderosie is de sprongbeweging van de kleinere bodemdeeltjes, een proces dat zout wordt genoemd. De textuur van de door de wind geblazen oppervlakken van deze bodems wordt grover, waardoor ze minder chemisch reactief worden en minder in staat zijn om voedingsstoffen voor planten vast te houden of vervuilende stoffen op te vangen. In droge gebieden veroorzaakt winderosie vaak een grindachtig landoppervlak dat bekend staat als woestijnbestrating.

Tarieven van bodemerosie

Bodemerosie en afzetting zijn natuurlijke geomorfe processen die landvormen vorm geven en nieuw oudermateriaal opleveren voor de ontwikkeling van bodemprofielen. Deze processen worden bodembehoudskwesties wanneer de erosiesnelheid aanzienlijk hoger is dan de verwachte snelheid bij afwezigheid van menselijk landgebruik - een situatie die versnelde erosie wordt genoemd. De tarieven van normale bodemerosie zijn geschat op basis van metingen van transport en accumulatie van sediment, massabeweging op hellingen en radioactieve koolstofdatering van landvormen. Ze variëren van minder dan 0,02 tot meer dan 10 ton per hectare (0,01 tot 4,5 ton per hectare) grond die jaarlijks verloren gaat. Ter vergelijking: de snelheid van natuurlijke bodemvorming varieert van 0,2 tot 9 ton per hectare per jaar. De gemiddelde jaarlijkse snelheid van normale bodemerosie is bijna 1 ton per hectare (0,45 ton per acre), terwijl die van natuurlijke bodemvorming bijna 0,7 ton per hectare is (0,3 ton per acre). Grote variatie is de regel, maar een snelheid van bodemverlies van meer dan 10 ton per hectare wijst jaarlijks op versnelde erosie. Het is belangrijk op te merken dat dit versnelde bodemverlies gelijk is aan minder dan 1 mm (0,04 inch) bodemdiepte, waardoor erosieschade zeer moeilijk waarneembaar is over korte tijdspanne.

Wanneer het klimaat en de topografie vastliggen en de bodembedekking gevarieerd is, heeft de mate van bodemverlies door watererosie een voorspelbare en dramatische afhankelijkheid van vegetatie. Ongeacht de locatie zijn erosieverliezen meestal erg klein van bosland of permanent weiland, matig tot hoog van land beplant met graangewassen en zeer hoog van schoon bewerkte boomgaarden, wijngaarden en land beplant met rijgewassen, zoals weergegeven in de figuur.