Beitrag
Caesium-137 and sediment budgeting within a partially closed drainage basin
Sutherland, Ross A.
Zeitschrift für Geomorphologie Volume 35 Issue 1 (1991), p. 47 - 63
42 Literaturangaben
veröffentlicht: May 17, 1991
ArtNo. ESP022003501003, Preis: 29.00 €
Abstract
Caesium-137 (137Cs) when combined with landform element analysis and sediment budgeting provides a powerful geomorphological tool in studies of erosion. Application of the 137Cs technique to a partially closed cultivated drainage basin in Saskatchewan, Canada, allowed for the identification of eroded areas, zones of stability, and depositional areas. Sediment redistribution was calculated for a 30 year period and indicated that 68 % of the sites had experienced accelerated erosion rates in excess of soil formation rates (1.0 t ha-1 yr-1), 4% of the sites had rates in excess of 5.0 t ha-1 yr-1, and 14 % of the sites had erosion rates greater than the upper tolerable soil loss boundary of 11.0 t ha-1 yr-1. A digital elevation model indicated that eroded sites primarily had convex (divergent) shapes. These areas were also characterized by thin A-horizons, decreased total nitrogen percent, and thin zones of CaCO3 depletion. Data indicate that water erosion is the primary agent active within this environment, and interrill and rill erosion are the major processes. Caesium-137 and sediment budgeting indicated that there was a minor net loss of 137Cs and sediment from the partially closed basin and this was attributed to aeolian transport, which is generally ignored in “closed” basin studies.
Kurzfassung
Caesium-137 ist ein sehr gutes Hilfsmittel für Abtragungsstudien, wenn man es mit der Analyse der Reliefelemente und dem Materialbudget verbindet. Durch Anwendung der 137Cs-Technik auf ein teilweise abgeschlossenes, kultiviertes Einzugsgebiet in Saskatchewan, Kanada, kann man die Abtragungsareale, die Stabilitätsareale und die Ablagerungsareale identifizieren. Die Umlagerungen von Material wurden für eine 30jährige Periode berechnet, und es zeigte sich, daß 68 % der Meßpunkte eine beschleunigte Abtragung erfuhren, die größer als die Raten der Bodenbildung (1.0 t ha-1 a-1) ist; 47 % der Meßpunkte hatten Raten, die größer als 5.0 t ha-1 a-1 waren, und bei 14 % der Meßpunkte waren die Abtragungsraten größer als die obere Toleranzgrenze für den Bodenverlust von 11t ha-1 a-1. Ein digitales Modell der Höhen zeigt, daß die Abtragungsorte vorwiegend konvexe (divergierende) Formen haben. Diese Areale waren außerdem charakterisiert durch geringmächtige A-Horizonte, verminderten totalen Stickstoffanteil und geringmächtige Horizonte mit CaCO3-Abnahme. Die Daten zeigen, daß Abtragung durch fließendes Wasser der wichtigste Vorgang in diesem Environment ist und die Furchen- und Interfurchenerosion der wichtigste Prozeß ist. Caesium-137 und das Materialbudget zeigen, daß es einen geringen Nettoverlust von 137Cs und Material aus dem teilweise geschlossenen Becken gibt. Dieses wurde auf den äolischen Transport zurückgeführt, der im allgemeinen bei der Untersuchung geschlossener Becken vernachlässigt wird.
Résumé
Le Césium-137 est un bon moyen d’étude de l’érosion, lorsqu’on l’associe à l’analyse des éléments du relief et au bilan sédimentaire. Par l’application de la technique 137Cs à un bassin partiellement fermé et cultivé dans le Saskatchewan/Canada, des zones de stabilité et des zones d’accumulation ont pu être identifiées. Les remaniements de sédiments ont été calculés pour une période de 30 ans, et il en ressort que: 1) dans 68 % des stations de mesures, une érosion accélérée a été décelée, et elle a été supérieure aux vitesses de développement du sol, soit 1 t ha-1 a-1; 2) dans 4% des stations les vitesses d’érosion ont été supérieures à 5 t ha-1 a-1; 3) dans 14 % des stations, les vitesses ont été plus élevées que la limite de tolérance supérieure pour la perte de sol soit lit 11 t ha-1 a-1. Un modèle digital des altitudes montre que les secteurs érodés ont des formes essentiellement convexes. Ces régions furent en outre caractérisées par des horizons-A peu épais, un contenu en azote total diminué, et de minces horizons décalcifiés. Les données montrent que l’eau courante est le facteur principal d’érosion dans cet environnement, et que le ravinement est le processus le plus actif. Le 137Cs et le bilan sédimentaire montrent que la cuvette partiellement fermée subit une faible perte nette de 137Cs et de sédiments. Ceci a été rapporté au transport éolien, qui est en général négligé lors de l’étude de dépressions fermées.
Schlagworte
landform • Caesium-137 • erosion • sediment • aeolian • environment • redistribution • drainage • Saskatchewan • Canada