One
Select issue
Year Issue
Article search ?
Author
Add authorDel author
Keyword
Add keywordDel keyword
Full text

all these words
this exact wording or phrase
one or more of these words
any of these unwanted words
Year
till
Privacy Policy

_________________________________

 
Two
You are here: Home Archive 2008 Assessment of soil redistribution on two contrasting hillslopes in Uganda using Caesium-137 modelling

Article details

Assessment of soil redistribution on two contrasting hillslopes in Uganda using Caesium-137 modelling

DOI: 10.3112/erdkunde.2008.03.06
Year: 2008
Vol: 62
Issue: 3
Pages: 259-272
Summary:

The assessment of soil erosion by Caesium-137 (137Cs) modelling has achieved widespread applications in many regions of the world. Especially for countries in the humid tropics experiencing severe soil degradation, this approach offers the potential to quickly quantify the spatial distribution of soil loss, in order to propose site-specific erosion control measures. This research aims to examine the potential for utilizing the 137Cs approach to assess soil redistribution rates in the humid tropics of Uganda. More specific research objectives are: 1) to investigate the 137Cs modelling approach and its potential for erosion and sedimentation assessments in the humid tropics of Africa; and 2) to identify the spatial distribution of erosion and sedimentation on two contrasting hillslopes in Uganda. Two cultivated hillslopes with contrasting agro-ecological conditions were selected: one highland site with unimodal rainfall distribution with mollic andosols and a relatively steep slope of up to 18% (Kongta), and one lowland site with bimodal rainfall distribution, strongly weathered plinthic ferralsols and a gentle slope of a maximum of 10% (Magada). 137Cs inventories from reference samples were collected in the vicinity of these sites and 137Cs inventories from samples were extracted from the intersections of a regular sampling grid that covered each hillslope. The average 137Cs reference inventories were 392 and 439 Bq m-2, for Kongta and Magada, respectively, which are within the range of the globally interpolated 137Cs inventory estimated for this region. The modeled net soil redistribution indicated for both sites soil erosion with higher soil losses in Kongta (-21 t ha-1 year-1) than in Magada (-4.5 t ha-1 year-1). Peak hillslope erosion rates were 44.6 t ha-1 year-1 in Kongta compared to 36.3 t ha-1 year-1 in Magada. In contrast, sedimentation rates in Magada were as high as 25 t ha-1 year-1 and significantly higher than in Kongta with 6.4 t ha-1 year-1. These 137Cs-based soil redistribution rates were similar to erosion assessments within the same ecological zone based on erosion plot studies and other model applications. Despite the low fallout and some other obstacles, we conclude that the 137Cs method might be a suitable alternative technique to estimate soil redistribution on hillslopes in the humid tropics of Africa, such as in the southern region of Uganda.

Zusammenfassung:

Die Abschätzung der Bodenerosion mit Hilfe der Caesium-137 (137Cs)-Modellierung wurde bisher in vielen Regionen auf der Welt erfolgreich eingesetzt. Dieser Ansatz bietet vor allem für Länder mit hoher Bodendegradierung, wie zum Beispiel in den humiden Tropen, eine Möglichkeit zur schnellen Abschätzung der Bodenumverteilungsraten. Die spezifischen Ziele dieser Studie sind: 1) Die Untersuchung des Potentials der 137Cs-Modellierung zur Abschätzung der Erosions- und Sedimentationsraten in den humiden Tropen Afrikas; und 2) die Quantifizierung der räumlichen Verteilung der Erosions- und Sedimentationsraten an zwei unterschiedlichen Hängen in Uganda. Es wurden zwei landwirtschaftlich genutzte Hänge mit unterschiedlichen agro-ökologischen Eigenschaften ausgewählt: Ein Hochlandstandort (Kongta), der durch eine unimodale Niederschlagsverteilung, mollic Andosole und eine relativ steile Neigung von bis zu 18% gekennzeichnet ist, sowie ein Tieflandstandort (Magada), der sich durch eine bimodale Niederschlagsverteilung, stark verwitterte plinthic Ferralsole und einen relativ flach geneigten Hang von maximal 10% auszeichnet. Die 137Cs-Inventare von Referenzproben wurden in der Nähe der beiden Standorte bestimmt während die 137Cs-Inventare von Bodenproben der Hänge an den Kreuzungspunkten regelmässiger Beprobungsgitter ermittelt wurden. Die durchschnittlichen 137Cs-Inventarwerte betrugen für Kongta und Magada jeweils 392 und 439 Bq m-2 und waren damit im Rahmen der global interpolierten 137Cs-Inventarwerte für diese Region. Die modellierten Nettobodenumverteilungsraten zeigten für beide Hänge Bodenerosion, mit höheren Erosionsraten in Kongta (-21 t ha-1 Jahr-1) als in Magada (-4,5 t ha-1 Jahr-1), an. Die maximalen Erosionsraten betrugen 44,6 t ha-1 Jahr-1 (Kongta ) und 36,3 t ha-1 Jahr-1 (Magada). Im Gegensatz dazu erreichten die Sedimentationsraten in Magada 25 t ha-1 Jahr-1 und waren damit bedeutend höher als in Kongta mit 6,4 t ha-1 Jahr-1. Die ermittelten 137Cs-basierten Bodenumverteilungsraten waren ähnlich hoch wie in der Literatur publizierte Werte, welche in Erosionsmessungen und Modellierungen innerhalb der gleichen ökologischen Zone ermittelt wurden. Trotz des relativ geringen radioaktiven Niederschlags und einiger weiterer Einschränkungen folgern wir, dass die 137Cs-Methode eine geeignete alternative Technik zur Abschätzung der Bodenumverteilung auf Hängen in den humiden Tropen Afrikas, wie zum Beispiel in den südlichen Regionen von Uganda, ist.

Document Actions