1. Bodenverschlechterung
Modellierung der Bodenerosion
Es ist wichtig zu wissen, wo Erosion am wahrscheinlichsten auftritt. Außerdem ist es gut, wenn man abschätzen kann, wie hoch das Erosionsrisiko in einem Gebiet ist und wie stark die Erosion in Zukunft sein wird. Um solche Aussagen treffen zu können, müssen wir quantitative Modelle anwenden, bei denen jeder relevante zur Erosion beitragende Faktor in Zahlen ausgedrückt wird und die Kombination dieser Faktoren einen Zahlenwert ergibt, der die Gefährdungsstufe für die Erosion angibt.
Quelle: Renard et al., 1987
Ein solches Modell ist die Universal Soil Loss Equation (USLE) (Wischmeier und Smith, 1978) sowie deren überarbeitete Version (RUSLE) (Renard et. al., 1997). Diese Modelle kombinieren Faktoren wie zum Beispiel die Erosivität des Regens (wie stark erodierend der Regen wirkt), die Bodenerodierbarkeit (wie leicht Boden abgetragen wird), Hanglänge und Neigung der Oberfläche (wie steil und wie lang der Hang ist), die Auswirkung der vorhandenen Vegetation und den Einfluss der durch den Menschen vorgenommenen Befestigungsmaßnahmen zur Verhinderung von Erosion. Mit Hilfe des Modells kann geschätzt werden, mit welcher Rate der Boden erodiert wird.
Fernerkundung kann für die Erhebung von Daten zu einigen der genannten Faktoren genutzt werden. Die Vegetation wird als Prozentanteil der vegetationsbedeckten Fläche innerhalb des untersuchten Gebiets quantifiziert. Die Vegetationsbedeckung kann aus Fernerkundungsdaten ermittelt werden, indem Vegetationsindizes verwendet werden. Am häufigsten werden der Normierte Differenzielle Vegetationsindex (NDVI) (Tucker, 1979) oder der bodenbereinigte Vegetationsindex (BBVI) (Huete, 1988) genutzt. Länge und Neigung des Hanges können berechnet werden, wenn ein digitales Höhenmodell verwendet wird, welches ebenfalls mit Hilfe von Daten aus der Fernerkundung erstellt werden kann. Für digitale Höhenmodelle werden entweder Bilder verwendet, die aus verschiedenen Blickwinkeln in dem selben Gebiet aufgenommen wurden, oder man nutzt Radardaten (in der Lerneinheit zum Thema 3D-Modelle erfahren Sie mehr über die Erstellung solcher Modelle). Oft werden nur die Parameter Vegetationsbedeckung, Oberflächenneigung und Höhenangabe in Modellen berücksichtigt. Das ist hauptsächlich dadurch zu erklären, dass die Erosivität des Niederschlags oder die Bodenerodierbarkeit viel schwieriger zu berechnen und zu quantifizieren sind.
Häufig decken Untersuchungen der Bodenerosion ein großes Gebiet ab, innerhalb dessen die Erosionsgeschwindigkeit variiert. Um die Erosionsrate oder das Erosionsrisiko für eine große Fläche bestimmen zu können, wird ein GIS (Geoinformationssystem) eingesetzt.
