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Spatial patterns of vineyard landscape evolution and their impacts on erosion susceptibility: RUSLE simulation applied in Mercurey (Burgundy, France) since the mid-20th century

DOI: 10.3112/erdkunde.2020.04.04
Year: 2020
Vol: 74
Issue: 4
Pages: 281-300
Summary:

Erosion susceptibility in vineyards is approximately one order of magnitude above the reference level calculated for all agricultural activities, and preventing soil erosion is thus one of the most important environmental issues in vineyards. Spatially explicit models are necessary to address the coevolution of erosion susceptibility and anthropogenic practices because of the heterogeneous spatial patterns of erosion within vineyards. In this paper, we apply the RUSLE model to assess erosion susceptibility through time in a Burgundy vineyard (Mercurey) at a catchment scale (15 km²). The model is first calibrated with data acquired in 2015-2018. Second, erosion susceptibility during former stages (1953 and 1984) is compared to current reference frame. Such theoretical comparison considers that both C (land cover) and LS (Length-Slope) factors evolved through time. We hypothesize that such factors reveal both the land use evolution (especially agricultural land uses) and the development of a soil erosion management strategy based on the collection of sediments using roads, hedges and ditches. The current reference frame of erosion susceptibility calculated at catchment scale is about 9,152 t.yr-1. In the early 1980s a peak in erosion susceptibility is concomitant with vineyard expansion during the second half of the 20th century. Erosion susceptibility in vine parcels in 1984 is estimated to be 32% higher than current period. In the mid-20th century the spatial patterns of agricultural land use (patchwork of grasslands and vines, vines on moderately-rugged hillslopes) led to moderate rates of erosion susceptibility. At this stage, past level of erosion susceptibility is estimated to be 40% lower than current reference frame.

Zusammenfassung:

Die Erosionsanfälligkeit in Weinbaugebieten liegt etwa eine Größenordnung über dem für alle landwirtschaftlichen Aktivitäten berechneten Referenzwert, und die Verhinderung von Bodenerosion ist daher eines der wichtigsten Umweltthemen im Weinbau. Räumlich explizite Modelle sind notwendig, um das Zusammenwirken von Erosionsanfälligkeit und anthropogenen Praktiken aufgrund der heterogenen räumlichen Muster der Erosion in Weinbauflächen zu berücksichtigen. In dieser Arbeit wenden wir das RUSLE-Modell an, um die Erosionsanfälligkeit im Laufe der Zeit in einem burgundischen Weinbauareal (Mercurey) auf Einzugsgebietsebene (15 km²) zu bewerten. Das Modell wird zunächst mit Daten aus den Jahren 2015-2018 kalibriert und in einem zweiten Schritt wird die Erosionsanfälligkeit während früherer Phasen (1953 und 1984) mit dem aktuellen Referenzrahmen verglichen. Dieser theoretische Vergleich berücksichtigt, dass sich sowohl Landbedeckung als auch topographische Faktoren im Laufe der Zeit verändert haben. Wir stellen die Hypothese auf, dass diese Faktoren sowohl die Entwicklung der Landnutzung (insbesondere der landwirtschaftlichen Nutzung) als auch die Entwicklung einer Bodenerosionsmanagementstrategie, welche auf der Sammlung von Sedimenten durch Straßen, Hecken und Gräben basiert, aufzeigen. Der aktuelle Bezugsrahmen der auf Einzugsgebietsebene berechneten Erosionsanfälligkeit beträgt etwa 9.152 t.yr-1. Der Höhepunkt der Erosionsanfälligkeit in den frühen 1980er Jahren geht mit der Ausweitung der Weinbaufläche in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts einher. Die Erosionsanfälligkeit in den Weinbauparzellen wird für 1984 auf 32 % höher als in der aktuellen Periode geschätzt. In der Mitte des 20. Jahrhunderts führten hingegen die räumlichen Muster der landwirtschaftlichen Bodennutzung (Mosaik aus Grünland und Reben, Reben auf mäßig zerklüfteten Hängen) zu moderaten Raten der Erosionsanfälligkeit. Zu diesem Zeitpunkt wird das frühere Niveau der Erosionsanfälligkeit auf 40 % niedriger als der aktuelle Bezugsrahmen geschätzt.

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