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土壌侵食率は、特定の土地面積の経時的な土壌質量の損失です。侵食は、風、雨、移動する水によって引き起こされる自然なプロセスです。土壌侵食は、農業、建設プロジェクト、河川、海の近く、および地上の斜面に住む住宅所有者に影響を与えます。過度の侵食は、多くの場合、森林破壊、道路建設、集中的な農業などの人間の活動によって引き起こされます。特定の期間の土壌質量の損失を測定することにより、土壌侵食率を計算できます。科学者は、水による将来の土壌侵食を予測するために、ユニバーサル土壌損失方程式（USLE）を開発しました。
侵食土壌質量の計算
土壌質量は、土壌の体積に密度を乗じたものです。土壌の密度は、その緻密さと、土壌に含まれる有機物の量によって影響を受けます。特定のエリアの水流出によって侵食された土壌の体積を計算するには、深さの変化を乗じた正方形のエリアを測定します。たとえば、平方メートルの面積が20,000で、失われた土壌の高さが0.01メートルの場合、体積= 20,000 x 0.01 = 200立方メートルです。土壌密度が1立方メートルあたり150キログラムであると仮定すると、体積に密度を掛けると、侵食された土壌質量が得られます。質量= 200 x 150 = 30,000キログラム。
侵食率の計算
侵食率は、指定された期間に失われた土壌の量を測定します。 4年間で30,000キログラムの土壌が失われた場合、侵食率は30,000を4で割った値、つまり年間7,500キログラムになります。異なる土地面積の侵食率を比較するには、1平方メートルや1エーカーなどの単位面積の侵食率を計算する必要があります。侵食率を単純に平方メートル数または他の平方単位で割ります。メートル、キロメートル、フィート、ヤード、マイルなど、すべての計算で同じタイプの単位を使用するようにしてください。
年間侵食率の予測
農業、建築、造園、保全プロジェクトでは、予測される年間侵食率を知る必要があります。気候、土壌タイプ、植生、土地の傾斜はすべて侵食率に影響します。増加した降雨と流出水は、土壌の骨材を分解し、侵食に影響します。植生と植生の根は侵食を妨げます。より急な斜面は、水の浸食による土壌損失が大きくなります。年間侵食率を予測する際にこれらの要因を考慮するために、ユニバーサル土壌損失方程式USLEが作成されました。
ユニバーサル土壌損失方程式
Universal Soil Loss Equation、またはUSLEは、単位面積あたりの平均年間土壌損失「A」を予測します。方程式は、A = R x K x L x S x C x Pであり、さまざまな要因を乗算して年間侵食率に到達します。 Rファクターは降雨と流出に基づいており、Kは土壌侵食性ファクターであり、土壌のタイプに依存します。 LおよびS因子は通常一緒に考慮され、斜面の長さと急峻さの尺度です。 Cファクター、または作物管理ファクター、およびPファクター、または支援実践ファクターは、通常、耕作地または土壌を保護するために管理されている土地にのみ適用されます。米国では、USLEの値は、さまざまな米国農務省天然資源保護サービスの土壌調査から入手できます。 USLEは、農地の侵食を測定するために作成されましたが、修正された形で、多くのタイプの水侵食問題にグローバルに適用できます。
USLEを使用する
USLEを使用するには、地元の気象観測所または別の機関からRファクターの値を取得します。 Kファクターの値を割り当てる必要がある土壌のタイプを決定します。平均量の有機物を含む粘土のK係数は0.49ですが、非常に細かい砂の値は0.96です。土地の斜面の長さを測定し、斜面の割合を決定してLS係数を導き出します。長さが30.5メートルの8パーセントの勾配のLS係数は1です。農地を作物に使用しない場合、CおよびP係数は通常1に等しくなります。土地が積極的に耕作および耕作されている場合、これらの要因はゼロと1の間で異なります。 Rファクターが100で、Kファクターが0.40で、長さ30.5メートルの土地面積に2パーセントの勾配があるとすると、LSファクターは0.2になり、土壌侵食= 100 x 0.40 x 0.2 x 1 x1 = 8農地以外の土地の年間エーカー当たりトン。