Bodenerosion durch Wasser und Wind

Bodenerosion ist die Ablösung und der Transport von Bodenpartikeln durch Wasser und Wind, ein natürlicher Prozess, der durch Landnutzung, die fruchtbaren Oberboden abträgt und Land degradiert, stark beschleunigt wird.

Definition

Bodenerosion ist der Prozess, bei dem Bodenpartikel von der Bodenmasse abgelöst und durch die Energie von bewegtem Wasser oder Wind abtransportiert werden, umfassend die Ablösung, den Transport und die eventuelle Ablagerung des erodierten Materials.

Scope

Dieses Thema behandelt die Mechanismen der Wassererosion, einschließlich Regentropfenaufprall, Flächen-, Rillen- und Grabenerosion, sowie der Winderosion durch Saltation, Suspension und Oberflächenkriechen, die Faktoren, die die Erosionsraten bestimmen, und die Unterscheidung zwischen natürlicher geologischer und beschleunigter anthropogener Erosion. Es ist das Problem, das der Bodenschutz zu kontrollieren versucht.

Core questions

• Wie lösen Regentropfenaufprall und Abfluss Boden bei der Wassererosion ab und transportieren ihn?
• Wie löst und transportiert Wind Boden durch Saltation, Suspension und Kriechen?
• Welche Faktoren steuern die Rate der Wasser- und Winderosion?
• Wie unterscheidet sich beschleunigte Erosion von natürlicher geologischer Erosion?

Key concepts

• Regentropfenaufprall und Spritzerosion
• Flächen-, Rillen- und Grabenerosion
• Winderosion: Saltation, Suspension, Kriechen
• Regenerosivität und Bodenerodierbarkeit
• Beschleunigte versus geologische Erosion
• Sedimenttransport und -ablagerung

Key theories

Erosionsfaktoren der Allgemeinen Bodenabtragsgleichung (Universal Soil Loss Equation)

Langfristige Wassererosion wird als Produkt aus Regenerosivität, Bodenerodierbarkeit, Hanglänge und -neigung, Bedeckung und Bewirtschaftung sowie Stützmaßnahmen modelliert, wodurch die kontrollierbaren Faktoren identifiziert werden, die den Bodenverlust bestimmen.

Ablösungs- und Transportstadien

Erosion schreitet durch die Ablösung von Partikeln durch Regentropfenaufprall oder Windscherung, den Transport durch Oberflächenabfluss oder bewegte Luft und die Ablagerung dort, wo die Energie abnimmt, voran, sodass die Erosionsintensität sowohl von der Ablösungs- als auch von der Transportkapazität abhängt.

Mechanisms

Bei der Wassererosion lösen Regentropfen, die auf unbedeckten Boden treffen, Partikel ab und versiegeln die Oberfläche, wodurch die Infiltration reduziert und Abfluss erzeugt wird, der sich zu Rillen und Gräben konzentriert und abgelösten Boden hangabwärts transportiert. Bei der Winderosion hebt die Windscherung feine Partikel in Suspension und lässt sandgroße Körner in Saltation springen, die weitere Partikel ablösen und grobe Körner durch Oberflächenkriechen rollen. Bedeckung, Oberflächenrauheit, Bodenstruktur und Feuchtigkeit reduzieren alle die Ablösung und den Transport, während steile Hänge, intensiver Regen, starker Wind und unbedeckte, schwach aggregierte Böden diese erhöhen.

Clinical relevance

Beschleunigte Erosion entfernt den fruchtbaren Oberboden, dessen Bildung Jahrtausende dauerte, weitaus schneller, als er ersetzt wird, was die Produktivität mindert und die landwirtschaftliche Nachhaltigkeit bedroht, während das erodierte Sediment und die daran haftenden Nährstoffe und Schadstoffe Flüsse, Stauseen und die Luftqualität beeinträchtigen.

History

Die katastrophale Winderosion der Dust Bowl in Nordamerika in den 1930er Jahren machte Bodenerosion zu einem anerkannten nationalen Problem und förderte die Gründung von Bodenschutzinstitutionen. Mitte des Jahrhunderts quantifizierte die Forschung die Wassererosion durch die Allgemeine Bodenabtragsgleichung (Universal Soil Loss Equation), und spätere Synthesen stellten die beschleunigte Erosion in den Kontext der langfristigen landwirtschaftlichen Nachhaltigkeit.

Key figures

• Hugh Hammond Bennett
• Walter H. Wischmeier
• David R. Montgomery

Seminal works

• wischmeier1978
• montgomery2007
• brady2016

Frequently asked questions

Was ist der Unterschied zwischen Flächen-, Rillen- und Grabenerosion?

Flächenerosion ist der ziemlich gleichmäßige Abtrag einer dünnen Bodenschicht durch Oberflächenabfluss, Rillenerosion tritt auf, wenn sich der Abfluss in kleinen Kanälen konzentriert, die durch Bodenbearbeitung beseitigt werden können, und Grabenerosion bildet größere, dauerhafte Kanäle, die zu tief sind, um sie mit normaler Ausrüstung zu überqueren; sie stellen eine zunehmende Konzentration des erosiven Abflusses dar.

Warum wird Erosion als Zeitlupenkatastrophe bezeichnet?

Weil sich Boden extrem langsam bildet, oft Jahrhunderte bis Jahrtausende benötigt, um wenige Zentimeter aufzubauen, während beschleunigte Erosion ihn innerhalb von Jahren bis Jahrzehnten entfernen kann; der Verlust ist allmählich und leicht zu übersehen, aber auf menschlichen Zeitskalen praktisch dauerhaft.