Selecting and applying cesium-137 conversion models to estimate soil erosion rates in cultivated fields

On a utilisé avec succès les retombées du radionucléide césium 137 (¹³⁷Cs) dans le cadre d’études sur l’érosion des sols à l’échelle mondiale. Les divers modèles de conversion présentent cependant fréquemment des divergences quant aux taux d’érosion estimés. En conséquence, leur utilisation et l’interprétation des données prêtent souvent à confusion. L’objectif de la présente étude était donc d’examiner les incertitudes qui entachent la structure et les paramètres de quatre modèles de conversion généralement utilisés pour les paysages de terres agricoles cultivées. Les incertitudes structurales ont été évaluées au moyen du modèle SCREM (Soil Constituent Redistribution by Erosion Model) qui a été mis au point pour simuler la redistribution des retombées de ¹³⁷Cs attribuables à l’érosion due au travail du sol et à l’eau le long d’un transect bidimensionnel simple (horizontal et vertical). Les inventaires de ¹³⁷Cs simulés par le SCREM ont ensuite été importés dans les modèles de conversion pour estimer les taux d’érosion. Les incertitudes structurales des modèles de conversion ont été évaluées à partir d’une comparaison entre les taux d’érosion estimés par les modèles de conversion et les taux d’érosion déterminés ou utilisés par le modèle SCREM. Quant aux incertitudes liées aux paramètres, des passes témoins ont été effectuées en faisant varier les valeurs des paramètres utilisés par le modèle, et les incertitudes ont été évaluées d’après les changements réactifs des taux d’érosion estimés. Nos résultats montrent que : (i) la performance/précision des modèles de conversion dépendait en grande partie des contributions relatives de l’eau par rapport à l’érosion due au travail du sol; et (ii) les taux d’érosion estimés étaient très sensibles aux valeurs d’entrée du niveau de référence de ¹³⁷Cs, des coefficients de correction granulométrique et de la profondeur du travail du sol. Des recommandations ont été faites pour aider les chercheurs à choisir et à utiliser les modèles de conversion dans diverses situations propres aux paysages agricoles.