Bodenerosion
Bodenprofile werden ständig durch die Einflüsse von fließendem Wasser, Wind oder Eis und durch die Schwerkraft gestört. Diese erosiven Prozesse entfernen Bodenpartikel aus A-Horizonten und setzen unterirdische Horizonte Witterungseinflüssen aus, was zum Verlust von Humus, Pflanzennährstoffen und nützlichen Bodenorganismen führt. Diese Verluste sind nicht nur für die Land- und Forstwirtschaft von größter Bedeutung, sondern die Entfernung, der Transport und die anschließende Ablagerung von Boden können erhebliche wirtschaftliche Folgen haben, indem Gebäude, Brücken, Durchlässe und andere Strukturen beschädigt werden.
Erosive Prozesse
Wasserinduzierte Erosion kann je nach Klima und Topographie verschiedene Formen annehmen. Die Kraft des Niederschlags auf eine Landoberfläche, die nicht durch Vegetation oder künstliche Strukturen beeinträchtigt wird, reicht aus, um 15 cm Material von einem A-Horizont fast 1 Meter in die Luft zu heben. Der Aufprall von Regentropfen bricht die Bindungen, die Bodenaggregate zusammenhalten, und katapultiert die Partikel aus dem Oberflächenabfluss in das fließende Wasser. Die großflächige Entfernung von Bodenpartikeln durch den Wasserfluss (Plattenerosion) oder durch den Fluss in kleinen Kanälen (Rillenerosion) macht den größten Teil des wasserbedingten Bodenverlusts von freiliegenden Landoberflächen aus. Spektakulärere, aber weniger verbreitete Arten der Erosion sind die Gully-Erosion, bei der sich das Wasser in Kanälen konzentriert, die zu tief sind, um durch Bodenbearbeitung geglättet zu werden, und die Streambank-Erosion, bei der die gesättigten Seiten der fließenden Bäche in das darunter liegende fließende Wasser fallen. Die gleichen Kräfte, die bei der Erosion von Flussbänken wirken, treten in Böden an Hängen auf, die vollständig mit Wasser gesättigt sind. Die Schwerkraft, die in der Lage ist, die Kohäsionskräfte zu überwinden, die Bodenpartikel zusammenhalten, kann dazu führen, dass sich das gesamte Bodenprofil abwärts bewegt - ein Phänomen, das als Massenbewegung bezeichnet wird. Diese Bewegung kann entweder langsam (Bodenkriechen), schnell (Schmutzfluss oder Schlammfluss) oder manchmal katastrophal (Erdrutsch) sein.
Die Mechanismen der Winderosion hängen von der Bodentextur und der Größe der Bodenpartikel ab. Trockene Bodenpartikel von Schlick- oder Tongröße können durch Wind über große Entfernungen transportiert werden. Größere Partikel von der Größe von feinem Sand mit einem Durchmesser von 0,05 mm (0,002 Zoll) bis 0,5 mm (0,02 Zoll) können bis zu 25 cm (10 Zoll) in die Luft geschleudert werden und nach kurzer Zeit auf den Boden fallen Flug, nur um unter der ständigen treibenden Kraft des Windes abzuprallen. Gröbere Sandpartikel werden nicht angehoben, können aber entlang der Landoberfläche fallen. Die Hauptursache für die Winderosion ist die Sprungbewegung der kleineren Bodenpartikel, ein Prozess, der als Salzbildung bezeichnet wird. Die Textur der vom Wind verwehten Oberflächen dieser Böden wird gröber, wodurch sie chemisch weniger reaktiv sind und weniger in der Lage sind, Pflanzennährstoffe zurückzuhalten oder Schadstoffe einzufangen. In ariden Regionen erzeugt die Winderosion häufig eine kiesige Landoberfläche, die als Wüstenpflaster bekannt ist.
Bodenerosionsraten
Bodenerosion und -ablagerung sind natürliche geomorphe Prozesse, die Landformen formen und neues Ausgangsmaterial für die Entwicklung von Bodenprofilen liefern. Diese Prozesse werden zu Problemen beim Bodenschutz, wenn die Erosionsrate die ohne menschliche Landnutzung erwartete Rate bei weitem übersteigt - eine Situation, die als beschleunigte Erosion bezeichnet wird. Die Raten der normalen Bodenerosion wurden anhand von Messungen des Sedimenttransports und der Ansammlung, der Massenbewegung auf Hügeln und der Datierung von Landformen mit radioaktivem Kohlenstoff geschätzt. Sie reichen von weniger als 0,02 bis mehr als 10 Tonnen Boden pro Hektar (0,01 bis 4,5 Tonnen pro Morgen) Bodenverlust pro Jahr. Im Vergleich dazu liegen die natürlichen Bodenbildungsraten zwischen 0,2 und 9 Tonnen pro Hektar und Jahr. Die durchschnittliche jährliche Rate der normalen Bodenerosion beträgt fast 1 Tonne pro Hektar (0,45 Tonnen pro Morgen), während die der natürlichen Bodenbildung fast 0,7 Tonnen pro Hektar (0,3 Tonnen pro Morgen) beträgt. Eine große Variation ist die Regel, aber Bodenverlustraten von mehr als 10 Tonnen pro Hektar pro Jahr signalisieren eine beschleunigte Erosion. Es ist wichtig zu beachten, dass dieser beschleunigte Bodenverlust weniger als 1 mm (0,04 Zoll) Bodentiefe entspricht, was es sehr schwierig macht, Erosionsschäden über kurze Zeiträume zu beobachten.
Wenn Klima und Topographie festgelegt sind und die Bodenbedeckung variiert, ist die Rate des Bodenverlusts durch Wassererosion vorhersehbar und dramatisch von der Vegetation abhängig. Unabhängig vom Standort sind die Erosionsverluste bei Wald- oder Dauerweideflächen normalerweise sehr gering, bei mit Getreide bepflanzten Flächen mäßig bis hoch und bei sauber bebauten Obstgärten, Weinbergen und mit Reihenkulturen bepflanzten Flächen sehr hoch, wie in der Abbildung dargestellt.
