Comparing the use of the traditional and repeated-sampling-approach of the ¹³⁷Cs technique in soil erosion estimation

Deux approches ont été employées dans la documentation scientifique pour estimer l’érosion du sol au moyen de mesures du ¹³⁷Cs. L’approche classique ne requiert qu’un seul ensemble d’échantillons et est fondée sur une seule concentration de référence de ¹³⁷Cs, déterminée à l’extérieur du site, pour la totalité de celui ci. L’approche par échantillonnage répété, quant à elle, requiert deux ensembles d’échantillons et est fondée sur des valeurs propres à chaque point d’échantillonnage, soit les inventaires de ¹³⁷Cs du premier ensemble d’échantillons, comme concentrations de référence de ¹³⁷Cs. Aucune étude n’a été réalisée pour examiner les avantages et les limites de chacune des deux approches. Dans le cadre de la présente étude, une terre à foin située en Ontario, au Canada, sur laquelle une production de maïs (Zea mays L.) a été exercée pendant une courte période, a été examinée. L’érosion totale a été estimée au moyen de l’approche classique et de l’approche par échantillonnage répété. L’érosion causée par l’eau et le travail du sol a été évaluée au moyen de modèles établis. Ensemble, ces deux types d’érosion ont constitué l’érosion totale du sol prévue par le modèle, l’érosion causée par le vent étant présumée minime. Le site a été classé en fonction de cinq éléments topographiques, selon lesquels les taux d’érosion estimés au moyen de mesures du ¹³⁷Cs et les taux d’érosion prévus par le modèle ont été groupés. Les auteurs ont déterminé que, lorsque la concentration de référence de ¹³⁷Cs était précise, l’approche classique permettait de produire des taux d’érosion du sol tout aussi précis, à condition que les erreurs causées par les modèles de conversion soient négligeables. Cependant, les taux d’érosion estimés sont biaisés lorsqu’il y a une grande marge d’erreur quant à la concentration de référence de ¹³⁷Cs. L’approche par échantillonnage répété élimine le biais associé à la concentration de référence de ¹³⁷Cs, mais elle comporte davantage d’erreurs aléatoires. Ces erreurs peuvent toutefois être réduites par la collecte d’échantillons multiples et l’utilisation d’un taux d’érosion moyenné dans l’espace pour interpréter les données. La segmentation du paysage en fonction de la topographie fournit une méthode pratique de division du relief pour décrire les processus d’érosion et, par conséquent, des unités pratiques pour grouper les points d’échantillonnage. De plus, l’approche par échantillonnage répété compte un certain nombre d’avantages en raison de la courte période nécessaire pour l’accomplir. Plus particulièrement, les incertitudes liées aux modèles de conversion simples peuvent être considérablement réduites.