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Soil redistribution rates along the forested and cultivated steep hillslope in the mid-Himalayas using fallout—137Cs and RUSLE model
Land Degradation & Development ( IF 3.6 ) Pub Date : 2024-08-20 , DOI: 10.1002/ldr.5258 Anu David Raj, Suresh Kumar, K. R. Sooryamol, Justin George Kalambukattu, Sudeep Kumara
Land Degradation & Development ( IF 3.6 ) Pub Date : 2024-08-20 , DOI: 10.1002/ldr.5258 Anu David Raj, Suresh Kumar, K. R. Sooryamol, Justin George Kalambukattu, Sudeep Kumara
Soil erosion emerged as a significant land degradation concern, causing serious threat to soil ecosystem services in the Himalayan region. The complex topography of the region poses limitations to the measurement of soil redistribution (erosion, transport, and deposition) rate, necessitated for the effective soil conservation planning. The study investigated soil redistribution processes over a typical complex hillslope of the mid-Himalayan region using the fallout radionuclide (FRN)—137Cs method and Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE) model. It involved a comparison of 137Cs measured soil redistribution and the RUSLE model estimates, aiming to assess its correspondence over the complex hillslope. Analysis of 137Cs measurements revealed the highest net erosion (−13.2 t ha−1 year−1) at the upper hillslope with a convex shape, while sediment deposition occurred at the lower (36.9 t ha−1 year−1) and valley (32.5 t ha−1 year−1) hillslope positions with a concave shape. The RUSLE model also estimated the highest erosion on the upper hillslope (−12.3 t ha−1 year−1) but the lowest erosion at the lower (−0.88 t ha−1 year−1) and valley (−0.32 t ha−1 year−1) hillslopes, that differed with the 137Cs method. The 137Cs method provided soil redistribution rate (either net erosion or deposition), whereas RUSLE model only showed the gross erosion rate. Thus, the estimate from RUSLE corresponds only to hillslope positions with a convex and straight shapes. The distribution of 137Cs measurements has clearly revealed the influence of slope shape and steepness in governing erosion and deposition processes at the hillslope positions with convex and concave slope shapes, respectively. In addition, terraces effectively trap sediments from upslope areas. Investigation of soil erosion using 137Cs measurement along with the RUSLE model helped to validate erosion and deposition processes over the hillslope positions. The study will help to suggest suitable conservation measures for the various hillslope positions in the mid-Himalayan region.
中文翻译:
使用沉降物—137Cs 和 RUSLE 模型沿喜马拉雅山脉中部森林和耕地陡坡的土壤再分配率
土壤侵蚀成为一个重大的土地退化问题,对喜马拉雅地区的土壤生态系统服务造成严重威胁。该地区复杂的地形对土壤再分布(侵蚀、运移和沉积)速率的测量造成了限制,而这是有效土壤保持规划所必需的。该研究使用沉降放射性核素 (FRN)—137Cs 方法和改进的通用土壤流失方程 (RUSLE) 模型调查了喜马拉雅中部地区典型复杂山坡上的土壤再分布过程。它涉及 137C 测量的土壤再分布和 RUSLE 模型估计的比较,旨在评估其在复杂山坡上的对应关系。对 137Cs 测量值的分析显示,凸形的上部山坡的净侵蚀最高(-13.2 t ha-1 年-1),而沉积物沉积发生在下部(36.9 t ha-1 年-1)和山谷(32.5 t ha-1 年-1)山坡位置,呈凹形。RUSLE模型还估计了上部山坡的侵蚀最高(-12.3 t ha-1年-1),但下部(-0.88 t ha-1年-1)和山谷(-0.32 t ha-1年-1)山坡的侵蚀最低,这与137Cs方法不同。137Cs 方法提供土壤再分配速率(净侵蚀或沉积),而 RUSLE 模型仅显示总侵蚀速率。因此,RUSLE 的估计值仅对应于具有凸形和直形的山坡位置。 137Cs 测量值的分布清楚地揭示了坡形和陡度分别在凸凹坡形状的山坡位置控制侵蚀和沉积过程的影响。此外,阶地有效地捕获了上坡地区的沉积物。使用 137Cs 测量和 RUSLE 模型对土壤侵蚀进行研究有助于验证山坡位置的侵蚀和沉积过程。该研究将有助于为喜马拉雅中部地区的各个山坡位置提出合适的保护措施。
更新日期:2024-08-20
中文翻译:
使用沉降物—137Cs 和 RUSLE 模型沿喜马拉雅山脉中部森林和耕地陡坡的土壤再分配率
土壤侵蚀成为一个重大的土地退化问题,对喜马拉雅地区的土壤生态系统服务造成严重威胁。该地区复杂的地形对土壤再分布(侵蚀、运移和沉积)速率的测量造成了限制,而这是有效土壤保持规划所必需的。该研究使用沉降放射性核素 (FRN)—137Cs 方法和改进的通用土壤流失方程 (RUSLE) 模型调查了喜马拉雅中部地区典型复杂山坡上的土壤再分布过程。它涉及 137C 测量的土壤再分布和 RUSLE 模型估计的比较,旨在评估其在复杂山坡上的对应关系。对 137Cs 测量值的分析显示,凸形的上部山坡的净侵蚀最高(-13.2 t ha-1 年-1),而沉积物沉积发生在下部(36.9 t ha-1 年-1)和山谷(32.5 t ha-1 年-1)山坡位置,呈凹形。RUSLE模型还估计了上部山坡的侵蚀最高(-12.3 t ha-1年-1),但下部(-0.88 t ha-1年-1)和山谷(-0.32 t ha-1年-1)山坡的侵蚀最低,这与137Cs方法不同。137Cs 方法提供土壤再分配速率(净侵蚀或沉积),而 RUSLE 模型仅显示总侵蚀速率。因此,RUSLE 的估计值仅对应于具有凸形和直形的山坡位置。 137Cs 测量值的分布清楚地揭示了坡形和陡度分别在凸凹坡形状的山坡位置控制侵蚀和沉积过程的影响。此外,阶地有效地捕获了上坡地区的沉积物。使用 137Cs 测量和 RUSLE 模型对土壤侵蚀进行研究有助于验证山坡位置的侵蚀和沉积过程。该研究将有助于为喜马拉雅中部地区的各个山坡位置提出合适的保护措施。