Soil erosion in northern Lao PDR : an evaluation of the RUSLE erosion model : a minor field study

Abstract (Swedish)

Jorderosion är ett stort problem på många platser på jorden. Ökad befolkning och brist
på jordbruksmark leder till försämrad produktion och tvingar bönderna att öppna upp
skogar, överbeta betesmarker, övergödsla och odla på branta sluttningar. När
vegetationstäcket sedan är undanröjt är marken mer utsatt för regn. Detta leder till
erosion eftersom jordpartiklarna inte längre kan hållas kvar av växtlighet. Att
åkermarken ligger i träda allt kortare tid kan också öka erosionen eftersom
vegetationen inte hinner återhämta sig.
Syftet med denna studie är att undersöka hur användbar erosionsmodellen RUSLE
(Revised Universal Soil Loss Equation) är i Laos, på distriksnivå. I modellen används
nederbördsdata, markanvändningsdata, höjddata och jordartsdata. För att dessa data
ska kunna fungera i modellen och eftersom väder- och klimatförhållandena i Laos är
annorlunda än vad modellen är skapad för behövdes justeringar av modellen göras.
Noggrannheten på datan, förutom nederbördsdata, utvärderades genom fältmätningar i
distriktet Vieng Phoukha i norra Laos. Monte Carlo-simuleringar gjordes för att
analysera hur osäkerheten i höjddata påverkar resultatet. Tillsammans användes
osäkerheterna för att utvärdera hur pålitligt RUSLE är. Likaså gjordes intervjuer för
att jämföra modellens resultat med bönders uppfattning om erosion.
Resultatet av erosionsmodellen visar att den genomsnittliga erosionen för hela
distriktet är 81 ton ha-1 år-1 och 311 ton ha-1 år-1 för jordbruksmark. Dessa värden är
höga jämfört med tidigare studier i Asien som visar en erosion på 40 ton ha-1 år-1.
Osäkerheten är beräknad till ±234 ton ha-1 år-1, vilket visar på hög osäkerhet hos
resultatet. Förklaringen till detta kan vara dels att den digital data som använts är
otillräcklig och att förenklingarna av modellen inte är tillräckligt bra eller båda
kombinerade. Modellens resultat och intervjuerna är inte korrelerade, dvs. det finns
inga trender eller överensstämmelser mellan böndernas uppfattning av erosion och
den beräknade erosionen.
Slutsatsen är att noggrannheten på den digitala datan är alldeles för dålig för att
RUSLE ska kunna användas vid beräkningar av erosion i Laos på en acceptabel nivå.
Osäkerheten i de olika parametrarna är för hög, med markanvändning som den faktor
som påverkar resultatet mest.

Abstract

Soil erosion is a problem throughout the globe, as it reduces the fertility of arable
land. As population increases the pressure on agricultural land increases, resulting in
overgrazing of rangelands, shorter fallow periods and forest clearing. This reduces the
protective vegetation cover and exposes the soil to rainfall and runoff erosion.
The aim of this master thesis is to evaluate the usefulness of the RUSLE (Revised
Universal Soil Loss Equation) erosion model at a district level in Lao PDR. The
model uses rainfall, land use, soil properties, slope length and slope steepness as
parameters to calculate an estimate of soil erosion. The uncertainties of some of these
parameters were measured by fieldwork in Laos, and the total effect of these
uncertainties on the RUSLE erosion estimate was calculated. Slope length and slope
steepness is indirectly dependant on elevation, which was the parameter measured
during the fieldwork. Because of this Monte Carlo, simulations were used to
determine how elevation uncertainty affects slope length and slope steepness.
Erosion calculations were also made when omitting land use. These produces an
estimate of potential erosion without human influence, which may be useful when
planning for land use changes.
Additionally, villagers in Laos were interviewed to get the farmers perspective on
erosion. The results of these interviews were compared with the RUSLE erosion
estimates to see if there were any correlations.
The result shows that the data and methods used produce a very high erosion
estimate, 81 ton ha-1 y-1 average and 311 ton ha-1 y-1 on agricultural land. These are
high values as other studies in Southeast Asia indicate erosion rates to be up to 40 ton
ha-1 y-1. The average uncertainty was calculated to be ±234 ton ha-1 y-1, indicating the
results to be useless for estimating erosion rates. When calculating the potential
erosion uncertainties were lower, average 1400 ±1218 ton ha-1 y-1. Thus the potential
erosion may be useful for comparative purposes even though it is too insecure for
numerical estimates. When comparing village interviews with modeled erosion, no
clear relation could be found when using the Wilcoxon-Mann-Whitney test. The
lowest P-values were achieved when comparing interviews and potential erosion,
with P-values of 0.079 and 0.107.
The conclusion is that the low accuracy of the available data makes RUSLE unable to
predict erosion rates on an acceptable level in Lao PDR districts. The largest
contributor of uncertainty is land use, which to some extent depends on how the
uncertainty is calculated.

• author: Dubber, Wilhelm and Hedbom, Mari
• supervisor: Ulrik Mårtensson; Petter Pilesjö; Phaythoune Philakone
• organization: Dept of Physical Geography and Ecosystem Science
• year: 2008
• type: H1 - Master's Degree (One Year)
• subject: Earth and Environmental Sciences
• keywords: soil erosion, southeast Asia, RUSLE erosion model, northern Lao PDR, physical geography, geography
• publication/series: Lunds universitets Naturgeografiska institution - Seminarieuppsatser
• report number: 155
• funder: SIDA, Minor Field Study programme (MFS)
• language: English
• additional info: Phaythoune Philakone: staff member at National Agriculture and Forestry Research Institute, Lao-Swedish Upland Agriculture and Forestry Research Program, Vientiane, Lao PDR.
• id: 1890204
• date added to LUP: 2011-12-19 10:31:39
• date last changed: 2011-12-19 10:31:39