Original paper
Influence of plant morphology on splash erosion in a Mediterranean matorral
Bochet, E.; Poesen, J.; Rubio, J.L.
Zeitschrift für Geomorphologie Volume 46 Issue 2 (2002), p. 223 - 243
35 references
published: Jul 3, 2002
published online: Aug 2, 2018
ArtNo. ESP022004602006, Price: 29.00 €
Abstract
The influence of plant morphology on splash erosion was investigated under natural conditions within a patchy Mediterranean matorral. The relative efficiency of different plant attributes (litter, canopy) in the control of soil detachment was studied among different morphological types of plants: a tussock grass, an evergreen and a summer-deciduous shrub. Splashed sediments were collected in splashcups below and outside the plants throughout approximatively two years in order to determine the spatial variability of the process in a patchy environment. The influence of total precipitation, rainfall intensity and initial water content on soil detachment were also tested. The results underlined the importance of vegetation in general, and plant attributes in particular, in the control of splash erosion at the microscale. The influence of plants on soil detachment decreased with an increasing distance to the plant axis. Different responses to soil detachment were found among the selected plant types according to their respective morphology, canopy structure and phenology. Soil detachment rates were significantly higher below the summer-deciduous shrub than below the tussock grass and evergreen shrub (49, 83 and 90 % reduction respectively compared to the inter-plant bare soil). Dense canopies and permanent litters at the soil surface are efficient attributes in splash erosion control. Unlike total precipitation, rainfall intensity (I15max) was highly and positively correlated with splash detachment rates. The variability of splash detachment rates as regards rainfall erosivity decreased considerably as the distance to the plant was reduced. The initial soil water status also influenced the rate of soil detachment.
Kurzfassung
Der Einfluss der Pflanzenmorphologie auf die Splash-Erosion in einer mediterranen Macchie. - Die Untersuchungen zum Einfluss der Pflanzenmorphologie auf Splash-Erosion wurden in einer Macchie mit mosaikartigem Bewuchsmuster durchgeführt. Es wurden nicht nur die unterschiedliche Pflanzenmorphologie bei der Kontrolle der Splash-Erosion, sondern auch weitere Parameter wie Beschaffenheit von Streu und Kronenbereich einbezogen. Zur Untersuchung wurde ein Horstgras sowie ein wintergrüner und ein immergrüner Strauch ausgewählt. Die bei Niederschlag abgelösten Bodenpartikel wurden in Splashkapseln aufgefangen, die unter und außerhalb der Pflanzenkronen aufgestellt waren. Die Versuchsanordnung sollte die räumliche Variabilität des Erosionsprozesses innerhalb des Bewuchsmusters aufzeigen. Die Ergebnisse zeigen im Mikromaßstab deutlich die Bedeutung von Art und Zusammensetzung der Vegetationsdecke zur Vermeidung der Splash-Erosion. Deutlich wurde, dass der Einfluss der Vegetation auf die Reduzierung der Partikelablösung in dem Maße abnimmt, wie der Pflanzenabstand zunimmt. Abhängig von Pflanzenmorphologie, Kronenstruktur und Phänologie ergaben sich unterschiedliche Zusammenhänge. Beispielsweise war die Erosionsrate unter wintergrünem Buschwerk signifikant höher als unter Horstgras oder immergrünem Gebüsch, in Zahlen: 49, 83 und 90% Erosionsreduzierung gegenüber vegetationslosem Boden. Die Kronendichte und die Dauerhaftigkeit der Streu erwiesen sich ebenfalls als wichtige Steuerfaktoren. Gegenüber der Niederschlagsintensität war die Gesamtniederschlagsmenge von geringerer Bedeutung für die Erosionsrate. Unter dem Kronenraum dagegen spielt auch die Niederschlagsintensität eine nur eingeschränkte Rolle. Zur Ablösung der Bodenpartikel spielen nicht zuletzt die Feuchteverhältnisse vor einem Niederschlagsereignis eine wichtige Rolle.
Résumé
Influence de la morphologie des plantes sur l'érosion par le splash dans un maquis méditerranéen). - L’influence de la morphologie des plantes sur l’érosion par le splash a été étudiée au sein d’un maquis méditerranéen à distribution spatiale discontinue. L’efficacité relative de certaines composantes végétales (litière et canopée) dans le contrôle de l’érosion par le splash a été comparée entre différents types morphologiques de plantes. Une plante herbacée touffue, un arbuste à feuilles caduques en été et un arbuste à feuilles persistantes ont été choisis à cet égard. Les particules de sol détachées ont été récoltées dans des capsules de splash placées en dessous et en dehors de la canopée des plantes afin de déterminer la variabilité spatiale de ce processus érosif au sein d’une végétation discontinue. Les résultats obtenus mettent en évidence l’importance de la végétation, et plus particulièrement des composantes végétales, dans le contrôle de l’érosion par le splash à microéchelle. Par ailleurs, l’influence des plantes sur le détachement des particules de sol décroît à mesure que la distance aux plantes augmente. Différentes réponses à l’érosion par le splash ont été obtenues parmi les types morphologiques étudiés, en fonction de leurs morphologies, structures de la canopée et phénologies respectives. Aussi, les taux de détachement de sol récoltés en dessous de l’arbuste à feuilles caduques se sont avérés être significativement supérieurs à ceux mesurés en dessous de la plante herbacée touffue et de l’arbuste à feuilles persistantes (respectivement 49, 83 et 90 % de réduction par rapport au sol dépourvu de végétation situé entre les plantes). Les canopées denses et les litières permanentes à la surface du sol représentent des attributs végétaux efficaces pour contrôler l’érosion par le splash. Contrairement à la précipitation totale, l’intensité de la pluie (I15max) influence grandement le taux de détachement des particules de sol. La variation des taux de splash en fonction de l’érosivité de la pluie est fortement réduite sous la canopée des plantes. L’état d’humidité du sol avant une pluie joue également un rôle important dans le taux de particules de sol détachées.
Keywords
summer-deciduous shrub • patchy environment • vegetation • Splash-Erosion • Macchie • Horstgras • wintergrün • immergrün • l'érosion par le splash