1. Soil degradation caused by a high-intensity rainfall event: Implications for medium-term soil sustainability in Burgundian vineyards
- Author
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Christophe Petit, Amélie Quiquerez, Jérôme Brenot, Jean-Pierre Garcia, Biogéosciences [UMR 6282] [Dijon] (BGS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement, Géosciences Rennes (GR), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Archéologies, Cultures et Sociétés (ACS), Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Université de Bourgogne (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Archéologies environnementales, Archéologies et Sciences de l'Antiquité (ArScAn), Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne (UP1)-Université Paris Nanterre (UPN)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne (UP1)-Université Paris Nanterre (UPN)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Study funded by 'Région Bourgogne' and 'Rennes Métropole', 'Bureau Interprofessionel des Vins de Bourgogne', and the French CNRS programme 'RELIEFS DE LA TERRE', Biogéosciences [UMR 6282] (BGS), Université de Bourgogne (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne (UP1)-Université Paris 8 Vincennes-Saint-Denis (UP8)-Université Paris Nanterre (UPN)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne (UP1)-Université Paris 8 Vincennes-Saint-Denis (UP8)-Université Paris Nanterre (UPN)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Biogéosciences [Dijon] ( BGS ), AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Université de Bourgogne ( UB ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Géosciences Rennes ( GR ), Université de Rennes 1 ( UR1 ), Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre Armoricain de Recherches en Environnement-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Archéologies, Cultures et Sociétés ( ACS ), Ministère de la Culture et de la Communication ( MCC ) -Université de Bourgogne ( UB ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université de Rennes 2 (UR2), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne (UP1)-Université Paris 8 Vincennes-Saint-Denis (UP8)-Université Paris Nanterre (UPN)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Institut national de recherches archéologiques préventives (Inrap)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne (UP1)-Université Paris 8 Vincennes-Saint-Denis (UP8)-Université Paris Nanterre (UPN)-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Institut national de recherches archéologiques préventives (Inrap)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Subjects
Buffer zone ,010504 meteorology & atmospheric sciences ,Soil science ,Context (language use) ,[SDV.SA.SDS]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Soil study ,01 natural sciences ,Vineyard ,Natural (archaeology) ,Soil sustainability ,Soil retrogression and degradation ,[ SDU.ENVI ] Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment ,[SDU.STU.GM]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geomorphology ,0105 earth and related environmental sciences ,Earth-Surface Processes ,2. Zero hunger ,Hydrology ,geography ,[ SDU.STU.GM ] Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geomorphology ,geography.geographical_feature_category ,Rainfall event ,Hillslopes ,04 agricultural and veterinary sciences ,15. Life on land ,Vineyards ,Sediment-flux quantification ,Rill ,[ SDE.MCG ] Environmental Sciences/Global Changes ,Volume (thermodynamics) ,040103 agronomy & agriculture ,Erosion ,0401 agriculture, forestry, and fisheries ,Geology - Abstract
9 pages; International audience; The purpose of this paper is to provide a sediment-flux quantification in a vineyard context (Vosne-Romanée, Burgundy, France) where medium-term soil budget and sustainability are controlled by complex interactions between natural processes (rill erosion) and anthropogenic processes (earth supply transferred back into the rills by the winegrowers). Concentrated overland flows during the rainfall event resulted in the incision of 13 major rills in the inter-rows, carrying a sediment volume of about 4.77 m3. Most of the rills were rectilinear and displayed a U shape with strong vertical walls. Rill incision began about 30 m from the upper plot boundary. In the buffer zone located at the lower border of the plot, seven fan systems developed from the material originating in one or two contributory rows. Accumulated volume is estimated at 1.6 m3. Data from grain-size distribution, and rill and fan volumes, show that erosion is dominated by rilling (70% of the sediment yield) over sheet process (30% of the sediment yield). The net exported soil loss, corresponding to the balance between natural soil loss and anthropogenic supply, ranges between 24±3 t ha−1 and 48 t ha−1, over the plot during one hydrologic event. Analyses of the grain-size distribution in the reference soil sample and in the fans reveal that size selectivity has occurred, with preferential export of the fine material (2 mm) in the fans. To evaluate the relative importance in grain-size distribution of natural processes (material loss) over anthropogenic processes (rill-filling by winegrowers), we simulated the temporal evolution of grain-size distribution in surface soil during five successive rainfall events. Our results clearly show that more than 30% of fine material in surface soil was lost in these few events, despite anthropogenic rill filling. This fine-fraction removal may have considerable impact on vineyard sustainability.
- Published
- 2008