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土壌浸食は、土壌の上層が削り取られることです。土壌劣化の一種です。この自然現象は、水、氷（氷河）、雪、空気（風）、植物、動物（人間を含む）などの浸食因子の動的活動によって引き起こされます。これらの因子に応じて、浸食は、水浸食、氷河浸食、雪浸食、風（風成）浸食、動物性浸食、および耕作浸食などの人為的浸食に分類されることがあります。[1] 土壌浸食は、比較的気付かれずにゆっくりと進行することもあれば、驚くべき速度で進行して表土の深刻な損失を引き起こすこともあります。農地から土壌が失われると、作物の生産能力が低下し、表層水の質が低下し、排水網が損なわれることがあります。土壌浸食は、陥没穴を引き起こすこともあります。
人間の活動は、世界中で侵食が起こっている速度の 10 ～ 50 倍に増加しています。過度の (または加速した) 侵食は、「オンサイト」と「オフサイト」の両方の問題を引き起こします。オンサイトの影響には、農業生産性の低下と (自然景観では)生態系の崩壊が含まれます。どちらも栄養豊富な表土層の喪失が原因です。場合によっては、最終的に砂漠化が発生します。オフサイトの影響には、水路の堆積と水域の富栄養化、および道路や家屋への堆積物関連の損傷が含まれます。水と風による侵食は、土地劣化の 2 つの主な原因です。これらを合わせると、世界の劣化した土地の約 84% を占め、過度の侵食は世界中で最も重大な環境問題の 1 つとなっています。[2] [3] [4]
集約的農業、森林伐採、道路、酸性雨、人為的気候変動、都市のスプロール化は、侵食を促進する影響に関して最も重要な人間活動の一部です。[5]しかし、脆弱な土壌の侵食を抑制または制限できる予防および修復方法は数多くあります。
物理的プロセス
降雨量と表面流出
降雨と、降雨によって生じる表面流出によって、スプラッシュ侵食、シート侵食、リル侵食、ガリー侵食という4つの主なタイプの土壌侵食が発生します。スプラッシュ侵食は、一般的に土壌侵食プロセスの最初で最も軽度な段階と考えられており、その後にシート侵食、リル侵食、最後にガリー侵食（4つの中で最も深刻）が続きます。[6] [7]
飛沫浸食では、落下する雨滴の衝撃によって土壌に小さなクレーターが形成され、[8]土壌粒子が噴出します。[9]これらの土壌粒子が移動する距離は、平地では垂直方向に0.6メートル（2フィート）、水平方向に1.5メートル（5フィート）にもなります。
土壌が飽和状態にある場合、または降雨量が土壌への水の浸透量を上回る場合、表面流出が発生します。流出に十分な流動エネルギーがある場合、緩んだ土壌粒子（堆積物）が斜面を下って運ばれます。 [10]表層侵食は、地表流によって緩んだ土壌粒子が運ばれることです。[10]
リル侵食とは、丘陵斜面の侵食における堆積物源と堆積物運搬システムの両方として機能する、小さく一時的な集中した流路の発達を指します。一般的に、撹乱された高地の水侵食率が最も高い場所では、リルが活発です。リルの流れの深さは通常、数センチメートル（約1インチ）以下で、水路に沿った傾斜はかなり急な場合があります。これは、リルが、小川や川のより深く広い水路を流れる水とは非常に異なる水理物理学を示すことを意味します。 [11]
ガリー侵食は、大雨や雪解けの際、またはその直後に流出水が蓄積して狭い水路を急速に流れ、土壌をかなりの深さまで削り取ることで発生します。 [12] [13] [14]ガリー侵食のもう一つの原因は放牧であり、放牧により地面が圧縮されることがよくあります。土壌が露出しているため、余分な水を吸収する能力が失われ、影響を受けやすい地域では侵食が発生する可能性があります。 [15]
川と小川
谷または河川の浸食は、線状の地形に沿って水が流れ続けることで発生します。浸食は下向きに起こり、谷を深くするとともに、上流に起こり、谷を丘の中腹にまで広げて、切通しと急峻な堤防を作ります。河川浸食の最も初期の段階では、浸食活動は主に垂直方向で、谷は典型的なV字型の断面を持ち、河川勾配は比較的急です。ある基準面に達すると、浸食活動は横方向の浸食に切り替わり、谷底が広がり、狭い氾濫原が形成されます。河川勾配はほぼ平坦になり、河川が谷底を蛇行するにつれて、堆積物の横方向の堆積が重要になります。河川浸食のすべての段階で、浸食が最も多く発生するのは洪水時で、このときより多くの水がより速く流れ、大量の堆積物を運ぶことができます。このようなプロセスでは、水だけが侵食するわけではありません。浮遊している研磨粒子、小石、岩も表面を横切る際に侵食作用を起こし、これをトラクションと呼びます。[16]
河岸侵食とは、川や小川の河岸が削り取られることである。これは、洗掘と呼ばれる水路底の変化とは区別される。河岸の侵食や形状の変化は、河岸に金属棒を挿入し、異なる時間にその棒に沿って河岸表面の位置をマークすることで測定できる。[17]
熱侵食は、流水によって永久凍土が溶けて弱くなることによって起こる。 [18]熱侵食は河川沿いと海岸沿いの両方で発生する可能性がある。シベリアのレナ川で観察される急速な河道移動は熱侵食によるもので、これらの河岸部分は永久凍土で固められた非粘着性材料でできている。[19]この侵食の多くは、弱くなった河岸が大きな崩落で崩壊するときに発生する。熱侵食は北極海岸にも影響を及ぼし、そこでは波の作用と沿岸温度が組み合わさって海岸線に沿った永久凍土の断崖を削り、崩壊させる。ボーフォート海の海岸線100キロメートル（62マイル）区間の年間侵食率は、1955年から2002年まで平均5.6メートル（18フィート）だった。[20]
洪水
流量が非常に多い場合、大量の水が急速に流れ込むことでコルクまたは渦が形成される。コルクは局所的に極端な浸食を引き起こし、岩盤を削り取り、岩盤盆地と呼ばれるポットホール型の地形を形成する。その例は、ワシントン州東部のコロンビア盆地地域に水路状のスキャブランズを形成したミズーラ湖の氷河による洪水地域に見ることができる。[21]
風食
風食は、特に乾燥地域や半乾燥地域では大きな地形学的要因です。また、森林伐採、都市化、農業などの人間の活動によって自然速度をはるかに超えて増加した後は、土地の劣化、蒸発、砂漠化、有害な空中粉塵、作物の被害の主な原因でもあります。[22] [23]
風食には、風がゆるい粒子を拾い上げて運び去るデフレーションと、風で運ばれた空中粒子が表面を打って摩耗するアベレーションの2つの主な種類がある。デフレーションは、(1)表面クリープ、大きく重い粒子が地面に沿って滑ったり転がったりする、(2)跳躍、粒子が少し空中に持ち上げられ、土壌の表面で跳ね返って跳躍する、(3)浮遊、非常に小さく軽い粒子が風で空中に持ち上げられ、しばしば長距離を運ばれる、の3つのカテゴリに分けられる。跳躍は風食の大部分（50〜70％）を占め、次いで浮遊（30〜40％）、表面クリープ（5〜25％）となっている。[24] [25]シルト質土壌は風食の影響を最も受けやすい傾向があり、シルト粒子は比較的簡単に剥離して運び去られる。[26]
風食は乾燥地帯や干ばつの時期にはさらに深刻になります。例えば、グレートプレーンズでは、干ばつの年には風食による土壌の損失が雨の多い年よりも6100倍も大きくなると推定されています。[27]
大衆運動
土砂移動とは、主に重力の力によって、傾斜面上の岩石や堆積物が下向きおよび外向きに移動する現象である。 [28] [29]
土砂移動は侵食過程の重要な部分であり、山岳地帯における風化した物質の分解と輸送の第一段階となることが多い。[30]土砂移動は、高所から低所へと物質を移動させ、そこで河川や氷河などの他の侵食要因がその物質を拾い上げ、さらに低所へと移動させる。土砂移動のプロセスは、あらゆる斜面で常に継続的に発生している。土砂移動のプロセスの中には、非常にゆっくりと進行するものもあれば、突然発生し、しばしば悲惨な結果をもたらすものもある。岩石や堆積物の斜面下方への目に見える動きは、一般的に地滑りと呼ばれることが多い。しかし、地滑りは、動きの原因となるメカニズムと動きが発生する速度を反映した、はるかに詳細な方法で分類することができる。このような活動の非常にゆっくりとした形態の目に見える地形的兆候の 1 つが、がれき斜面である。[31]
地盤沈下は急斜面で発生し、粘土などの物質の内部で、はっきりとした断裂帯に沿って起こることが多い。粘土は一度剥がれると、かなり急速に下方へと移動する。地盤沈下はスプーン型の等圧陥没を示すことが多く、物質が下方へと滑り落ち始める。地盤沈下は斜面下の水が斜面を弱めることによって起こる場合もある。多くの場合、地盤沈下は高速道路沿いの施工不良が原因で、頻繁に発生する。 [32]
表面クリープとは、重力による土や岩の破片のゆっくりとした動きで、長時間観察しない限り通常は知覚できません。しかし、この用語は、直径0.5～1.0mm（0.02～0.04インチ）の土壌粒子が風によって土壌表面に沿って転がる現象を指すこともあります。[33]
耕作による侵食
耕起浸食は、耕作地で耕作による土壌の移動により発生する土壌浸食の一種である。[34] [35]耕起浸食は農地における主要な土壌浸食プロセスであり、世界中の多くの畑、特に傾斜地や丘陵地で水や風による浸食を上回っているという証拠が増えている。 [36] [37] [38]多くの水浸食ハンドブックやパンフレットに示されている土壌浸食の特徴的な空間パターンである侵食された丘陵地は、実際には耕起浸食によって引き起こされる。水浸食は主に斜面の中間斜面と下部斜面の部分で土壌の損失を引き起こし、丘陵地では引き起こさないからである。[39] [34] [36]耕起浸食は土壌の劣化を引き起こし、作物の収穫量を大幅に減らし、農場に経済的損失をもたらす可能性がある。[40] [41]
土壌侵食に影響を与える要因
気候
降水量と降水強度は、水による土壌浸食を左右する主な気候要因 です。土壌表面が植生によって十分に保護されていない時期や場所で大雨が降った場合、その関係は特に強くなります。これは、農業活動によって土壌がむき出しになっている期間や、植生が自然にまばらな半乾燥地域の場合などが考えられます。風食には強風が必要であり、特に干ばつの時期には植生がまばらで土壌が乾燥している（そのため浸食されやすい）ため、その傾向が強くなります。平均気温や気温の範囲などの他の気候要因も、植生や土壌の特性を通じて浸食に影響を及ぼす可能性があります。一般に、植生や生態系が類似している場合、降水量（特に高強度の降雨）が多い、風が強い、または嵐が多い地域では浸食が多くなると予想されます。
世界の一部の地域（例：米国中西部やアマゾン熱帯雨林）では、降雨強度が侵食率の主な決定要因であり、降雨強度が高いほど一般に水による土壌侵食が増加する。雨滴の大きさと速度も重要な要素である。雨滴が大きく速度が速いほど運動エネルギーが大きくなり、そのためその衝撃で土壌粒子は小さく動きの遅い雨滴よりも大きな距離を移動する。[42]
世界の他の地域（例えば西ヨーロッパ）では、比較的低強度の層状降雨がすでに飽和した土壌に降り注ぐことで、流出と浸食が発生します。このような状況では、強度ではなく降雨量が水による土壌浸食の深刻さを決定する主な要因です。[43]
土壌の構造と組成
土壌の組成、水分、圧縮はすべて、降雨の浸食率を決定する主要な要因です。粘土を多く含む堆積物は、砂やシルトを含む堆積物よりも浸食に強い傾向があります。これは、粘土が土壌粒子を結合させるためです。[44]有機物レベルの高い土壌は、有機物が土壌コロイドを凝固させ、より強く安定した土壌構造を形成するため、浸食に強いことがよくあります。[45]降雨前の土壌に存在する水の量も重要な役割を果たします。これは、土壌が吸収できる水の量（したがって、浸食性流出として表面に流れるのを防ぐ）に制限を設けるためです。湿った飽和土壌は雨水をそれほど吸収できず、表面流出レベルが高くなり、したがって、降雨量が一定である場合の浸食率が高くなります。[45] [46] 土壌の圧縮は、土壌の水に対する浸透性にも影響し、したがって、流出として流れ出る水の量にも影響します。より圧縮された土壌は、圧縮されていない土壌よりも表面流出量が多くなります。[45]
植生被覆
植生は大気と土壌の境界面として機能します。植生は土壌の雨水浸透性を高め、流出を減らします。植生は土壌を風から保護し、風食の減少と微気候の好ましい変化をもたらします。植物の根は土壌を結び付け、他の根と絡み合って、水と風食の影響を受けにくいより固い塊を形成します。植生がなくなると、表面浸食の速度が上がります。[47]
地形
土地の地形によって表面流出水の流速が決まり、それが流出水の浸食率を決定します。長くて急な斜面（特に十分な植生のない斜面）は、短くて緩やかな斜面よりも大雨の際に非常に高い浸食率の影響を受けやすくなります。また、急勾配の地形では土砂崩れ、地滑り、その他の重力浸食プロセスも起こりやすくなります。[48] [49] [50]
土壌侵食を助長する人間の活動
農業の実践
持続不可能な農業慣行は、侵食率を自然速度の1～2桁増加させ、土壌生産による置換をはるかに超える。 [51] [52]農地の耕作は土壌をより細かい粒子に分解し、主な要因の1つである。この問題は、水浸食によって運搬される土壌の量が大幅に増加する深耕を可能にする機械化された農業機器により、現代では悪化している。その他の要因としては、単一栽培、急斜面での農業、殺虫剤や化学肥料の使用（土壌を結合させる生物を殺す）、条耕作、表面灌漑の使用などがある。[53] [54]土壌からの栄養素損失の定義に関する複雑な全体的状況は、土壌浸食イベントのサイズ選択性の結果として生じる可能性がある。たとえば、より細かい浸食された部分での全リンの損失は、土壌全体に比べて大きい。[55]この証拠を推定して、受水系内でのその後の挙動を予測すると、このより輸送しやすい物質は、より粗いサイズの画分と比較して、より低い溶液P濃度を支える可能性があるという理由があります。[56]耕作はまた、土壌を脱水させ、風に運ばれる小さな粒子に分解することで、風食の速度を増加させます。これを悪化させるのは、ほとんどの木が一般的に農地から取り除かれ、風が高速で移動する長い開いた道ができるという事実です。[57]過度の放牧は植生被覆を減らし、深刻な土壌圧縮を引き起こし、どちらも侵食速度を増加させます。[58]
森林破壊
手つかずの森林では、鉱物質土壌は林床を覆う落ち葉と腐植の層によって保護されている。この2つの層は土壌の上に保護マットを形成し、雨滴の衝撃を吸収する。これらは多孔質で雨水に対して非常に浸透性が高く、雨水が表面を流出水として流れ落ちるのではなく、ゆっくりと下の土壌に浸透できるようにする。[59]木や植物の根は[60]土壌粒子をまとめ、それらが洗い流されるのを防ぐ。[59]植生は、地面に落ちる前に葉や茎に当たる雨滴の速度を低下させる働きをし、雨滴の運動エネルギーを減少させる。[61]しかし、表面浸食を防ぐのは林冠よりも林床である。雨滴の終端速度は約8メートル（26フィート）で達する。森林の林冠は通常これよりも高いため、雨滴は林冠に当たった後でも終端速度を取り戻すことが多い。しかし、落ち葉や有機物の層が残る無傷の森林床は、依然として降雨の影響を吸収することができる。 [61] [62]
森林破壊は、土壌表面から腐植層や落葉層を除去し、土壌を束ねる植生を除去し、伐採機械による土壌の激しい圧縮を引き起こして、鉱物質 土壌を露出させることで、侵食率の増加を引き起こします。火災や伐採によって木々がなくなると、浸透率は高くなり、侵食は林床がそのまま残る程度まで低くなります。激しい火災の後に大雨が降ると、さらに著しい侵食を引き起こす可能性があります。[63]
2006 年に世界的に土壌侵食による損失を最も大きく引き起こした要因の 1 つは、熱帯林の焼畑処理です。地球上の多くの地域では、国土のほぼ全域が非生産的になっています。たとえば、マダガスカルの中央高原は、同国の陸地面積の約 10% を占めていますが、その地形のほぼ全域に植生がなく、侵食性の溝は通常、深さ 50 メートル (160 フィート) 以上、幅 1 キロメートル (0.6 マイル) 以上あります。焼畑農業は、世界の一部の地域で焼畑方式を取り入れる農業システムです。焼畑農業は土壌を劣化させ、土壌の肥沃度を低下させます。[64]
道路と人間の影響
人間の影響は、侵食プロセスに大きな影響を与えます。まず、土地から植物を剥ぎ取り、排水パターンを変え、建設中に土壌を圧縮します。次に、土地を不浸透性のアスファルトまたはコンクリートの層で覆い、表面流出量を増やし、表面風速を上げます。[65]都市部（特に道路）からの流出で運ばれる堆積物の多くは、燃料、油、その他の化学物質で高度に汚染されています。[66]この増加した流出は、流れ込む土地を侵食して劣化させるだけでなく、周囲の流域を流れる水の量と速度を変え、化学的に汚染された堆積物で満たすことで、流域に大きな混乱を引き起こします。地元の水路を通る水の流れが増加すると、堤防侵食率も大幅に増加します。[67]
気候変動
過去数十年間に観測された気温の上昇は、より激しい降雨現象を含む、より活発な水循環につながると予想されている。[68]気候変動の結果として生じた海面上昇も、海岸侵食率を大幅に増加させている。[69] [70]
土壌浸食に関する研究によると、降雨量と降雨強度の増加は土壌浸食速度の上昇につながることが示唆されている。したがって、予想どおり世界の多くの地域で降雨量と降雨強度が増加した場合、改善策が講じられない限り、浸食も増加する。土壌浸食速度は、さまざまな理由により、気候の変化に応じて変化すると予想される。最も直接的な理由は、降雨の浸食力の変化である。その他の理由としては、a) 水分レジームに関連する植物バイオマス生産の変化によって引き起こされる植物冠の変化、b) 温度と水分に依存する土壌微生物の活動によって引き起こされる植物残渣の分解速度と植物バイオマス生産速度の両方の変化によって引き起こされる地上の落葉被覆の変化、c) 降水レジームと蒸発散速度の変化による土壌水分の変化で、浸透率と流出率が変化する。 d)土壌中の土壌有機物濃度の低下による土壌侵食性の変化。土壌表面の密封とクラスト化の増加により、土壌構造がより侵食されやすくなり、流出が増加する。e)冬の気温上昇により、冬の降水量が非侵食性の雪から侵食性の降雨に変化する。f)永久凍土が溶け、以前は非侵食性であった土壌状態が侵食性に変化する。g)新しい気候レジームに対応するために必要となる土地利用の変化。[71]
プルスキとニアリングの研究によると、土地利用などの他の要因を考慮に入れなければ、気候変動下では総降水量が1%変化するごとに土壌侵食が約1.7%変化すると予想するのが妥当である。[72]最近の研究では、降雨侵食率は米国で17%、[73]ヨーロッパで18%、[74]世界全体で30～66%増加すると予測されている。[75]
地球環境への影響
侵食は、その生態学的影響の深刻さと発生規模の大きさから、今日私たちが直面している最も重要な地球環境問題の一つとなっています。[3]
土地の劣化
水と風による浸食は現在、土地劣化の2大原因であり、これらを合わせると劣化面積の84%を占めています。[2]
毎年、約750億トンの土壌が陸地から浸食されており、これは自然な浸食速度の約13～40倍の速さです。[78]世界の農地の約40％が深刻な劣化に陥っています。[79]国連によると、干ばつ、森林破壊、気候変動により、ウクライナの面積に相当する肥沃な土壌が毎年失われています。[80]アフリカでは、現在の土壌劣化の傾向が続くと、2025年までに大陸の人口のわずか25％しか養うことができない可能性があると、ガーナに拠点を置く国連大学のアフリカ天然資源研究所は述べています。[81]
最近のモデリングの発達により、高い時間解像度（<30分）と高精度の降雨記録を使用して、地球規模で降雨浸食率が定量化されました。その成果は、大規模な地球規模のデータ収集作業によって生成された全球降雨浸食率データベース（GloREDa）であり、これには3,625の観測所の降雨浸食率が含まれており、63か国をカバーしています。この史上初の全球降雨浸食率データベースは、洗練された地統計学的プロセスに基づいて、30秒角（約1km）での全球浸食率マップ[82]を作成するために使用されました。Nature Communicationsに掲載された新しい研究[83]によると、毎年ほぼ360億トンの土壌が水のために失われており、森林伐採やその他の土地利用の変化が問題を悪化させています。この研究では、高解像度の空間分散モデリング（セルサイズ約250×250m）を使用して、地球規模の土壌浸食ダイナミクスを調査しています。地理統計学的アプローチにより、初めて、土地利用と土地利用の変化、世界の耕作地の範囲、種類、空間分布、およびさまざまな地域の耕作システムの影響を、地球規模の土壌侵食モデルに完全に組み込むことが可能になりました。
侵食による土壌肥沃度の喪失は、土地の再生を促すのではなく、化学肥料を散布してさらなる水質汚染と土壌汚染を招くことが多いため、さらに問題となっている。 [84]
水生生態系の堆積
土壌浸食（特に農業活動によるもの）は、世界の水路に流入する過剰な堆積物の影響により、拡散性水質汚染の世界的な最大の原因であると考えられています。堆積物自体が汚染物質として作用するだけでなく、付着した農薬分子や重金属などの他の汚染物質の運搬体としても機能します。[85]
堆積物の増加は水生生態系に壊滅的な影響を及ぼす可能性がある。シルトは川底の砂利の隙間を埋めて魚の産卵床を窒息させる可能性がある。また、魚の食料供給を減らし、堆積物がえらに入ると魚に重大な呼吸器系の問題を引き起こす。水生植物や藻類の生物多様性は減少し、無脊椎動物も生存と繁殖ができなくなる。堆積現象自体は比較的短期間であるかもしれないが、大量死によって引き起こされる生態系の混乱は将来にわたって長く続くことが多い。[86]
世界で最も深刻で長期にわたる水による浸食問題の一つは、中華人民共和国の黄河中流域と長江上流域で発生している。黄河からは毎年16億トン以上の堆積物が海に流れ込む。堆積物は主に北西部の黄土高原地域での水による浸食から発生する。 [87]
大気中の塵埃汚染
風による土壌の浸食で巻き上げられた土壌粒子は、空中浮遊粒子状物質（「ほこり」）の形で大気汚染の主な原因となっている。これらの空中浮遊土壌粒子は、農薬や石油燃料などの有毒化学物質で汚染されていることが多く、後に地面に落ちたり、吸入/摂取されたりすると、生態学的および公衆衛生上の危険をもたらす。[88] [89] [90] [91]
浸食による塵は降雨量を抑制する働きがあり、空の色を青から白に変え、赤い夕焼けの増加につながります[要出典] 。塵の現象は、主に1970年代以降、カリブ海とフロリダの珊瑚礁の健康状態の悪化と関連付けられてきました。 [92]同様の塵の煙はゴビ砂漠で発生し、汚染物質と組み合わさって風下、つまり東の北アメリカまで広範囲に広がります。[93]
土壌侵食の監視、測定、モデル化
侵食プロセスのモニタリングとモデル化は、土壌侵食の原因をより深く理解し、さまざまな条件下での侵食を予測し、侵食の予防および修復戦略の実施を計画するのに役立ちます。しかし、侵食プロセスの複雑さと、それを理解してモデル化するために考慮しなければならない科学分野の数（気候学、水文学、地質学、土壌科学、農業、化学、物理学など）により、正確なモデル化は困難です。[94] [95] [96]侵食モデルは非線形でもあるため、数値的に扱うのが難しく、小さな区画をサンプリングして収集したデータから広い領域についての予測を行うようにスケールアップすることが困難または不可能になります。[97]
水による土壌浸食を予測するために最も一般的に使用されるモデルは、普遍土壌浸食方程式（USLE）です。これは1960年代と1970年代に開発されました。これは、区画サイズのエリアにおける年間平均土壌浸食量Aを次のように推定します。 [98]
- A = RKLSCP
ここで、Rは降雨侵食係数、[99] [100] Kは土壌侵食係数、[101] LとSは長さと傾斜を表す地形係数[102] 、 [103] Cは被覆と管理係数[104]、Pは支持慣行係数である。[105]
USLEは区画規模の空間基盤であるにもかかわらず、流域、大陸、地球全体など、はるかに広い地域での土壌侵食を推定するためによく使用されています。大きな問題の一つは、USLEが溝侵食をシミュレートできないため、USLEに基づく侵食評価では溝からの侵食が無視されることです。しかし、溝からの侵食は耕作地や放牧地における総侵食のかなりの割合（10～80%）を占めることがあります。[106]
USLEの導入から50年の間に、他の多くの土壌侵食モデルが開発されてきた。[107]しかし、土壌侵食とその構成プロセスの複雑さのため、すべての侵食モデルは、検証された場合、つまりモデル予測を実際の侵食測定値と比較した場合に、実際の侵食率を大まかに近似することしかできない。[108] [109]そのため、新しい土壌侵食モデルが開発され続けている。これらの一部は、G2モデルなど、USLEベースのままである。[110] [111]他の土壌侵食モデルは、USLE要素の使用を大部分（例：水浸食予測プロジェクトモデル）または完全に（例：RHEM、Rangedland Hydrology and Erosion Model [112]）放棄している。世界的な研究は引き続きUSLEに基づいている。[75]
より小規模な場合（例えば、個々の水路、ダム、放水路など）、土壌の浸食性だけでなく浸食の臨界せん断応力に基づいた浸食速度モデルが利用可能である。これらは、穴浸食試験やジェット浸食試験などの土質工学的手法を使用して測定することができる。[113]
予防と修復
最も効果的な既知の侵食防止法は、土地の植生被覆率を高めることであり、これは風侵食と水侵食の両方を防ぐのに役立ちます。[114] 段々畑は侵食を制御する極めて効果的な手段であり、世界中の人々によって何千年もの間実践されてきました。[115] 防風林（防風林とも呼ばれる）は、農地を風から守るために農地の端に沿って植えられた木や低木の列です。[116]防風林は、風による侵食を大幅に減らすだけでなく、作物の微気候の改善（風による乾燥やその他の有害な影響から作物を保護する）、有益な鳥類の生息地、[117] 炭素隔離、[118]農業景観の美観向上など、他の多くの利点も提供します。[119] [120]混作（単一栽培の代わりに）や輪作などの伝統的な栽培方法も、侵食率を大幅に減らすことが示されています。[121] [122]作物残渣は、雨滴が土壌粒子を砕く影響を軽減するため、侵食の緩和に役割を果たします。[123]ジャガイモを生産する場合、穀物や油糧種子を栽培する場合よりも侵食の可能性が高くなります。[124]飼料作物は繊維状の根系を持ち、植物を土壌の最上層に固定し、非列作物であるため畑全体を覆うことで侵食と戦うのに役立ちます。[125]熱帯沿岸システムでは、マングローブの特性が土壌侵食を軽減する潜在的な手段として調査されてきました。マングローブの複雑な根の構造は、土壌を結合して構築しながら、嵐や洪水の影響による波の被害を軽減するのに役立つことが知られています。これらの根は水の流れを遅くし、堆積物の堆積と侵食率の低下につながります。ただし、堆積物のバランスを維持するためには、十分なマングローブ林の幅が必要です。[126]
参照
注記
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さらに読む
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- Vanoni, Vito A. 編 (2006)。「沈降問題の性質」。沈降工学。ASCE 出版物。ISBN 978-0-7844-0823-0。
- Mainguet M. & Dumay F.、2011 年。風食との戦い。砂漠化との戦いの一側面。Les dossiers thématiques du CSFD。第 3 号。2011 年 5 月。CSFD/Agropolis International、モンペリエ、フランス。44 ページ。2020 年 12 月 30 日にWayback Machineにアーカイブされました。
- 「水による土壌侵食 - Wikibooks、オープンワールドのためのオープンブック」en.wikibooks.org 。 2018年10月24日閲覧。
外部リンク
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Wikiversity からのリソース
- 土壌侵食現場
- 国際侵食制御協会
- 欧州土壌ポータルの土壌侵食データ
- 米国農務省国立土壌侵食研究所
- 土壌水保全協会
- 河川侵食の特徴