ABSTRAK
Erosi tanah menimbulkan ancaman yang cukup besar terhadap layanan ekosistem di seluruh dunia. Di antara semua itu, erosi tanah sangat bermasalah bagi situs arkeologi, khususnya di lanskap yang dapat ditanami di mana degradasi tanah yang dipercepat telah diamati secara luas. Sebaliknya, beberapa endapan arkeologi dapat memperoleh tingkat perlindungan tertentu ketika ditutupi oleh material yang tererosi, sehingga mengurangi dampak fenomena seperti kerusakan akibat bajak atau bioturbasi. Akibatnya, pengetahuan terperinci tentang tingkat pengendapan koluvial sangat berharga bagi pengelolaan situs dan pengembangan strategi metodologis yang tepat. Hal ini khususnya berlaku untuk situs medan perang, di mana integritas artefak di lapisan tanah atas sangat penting dan deteksi logam konvensional (dengan kedalaman eksplorasi yang dangkal) diandalkan sebagai metode investigasi utama. Dengan menggunakan medan perang Napoleon di Waterloo di Belgia sebagai studi kasus, makalah ini mengeksplorasi bagaimana kumpulan data noninvasif yang berbeda dapat dikombinasikan dengan data tambahan dan skema pengambilan sampel terbatas untuk memetakan endapan koluvial dalam resolusi tinggi dan dalam skala besar. Menggabungkan data penginderaan jarak jauh, geofisika, dan pengambilan sampel invasif yang menargetkan fenomena terkait di seluruh skala spasial memungkinkan untuk mengatasi beberapa keterbatasan masing-masing dan memperoleh pemahaman yang lebih baik tentang tingkat pengendapan koluvial.
1 Pendahuluan
Erosi tanah adalah proses pelepasan dan pergerakan partikel, terutama oleh aksi angin, air, dan pengolahan tanah (Pennock 2019), sedangkan koluvium adalah produk sedimen yang dihasilkan dari pengangkutan Newtonian tanah, sedimen, dan batuan yang mengalami pelapukan.1 Laporan Perserikatan Bangsa-Bangsa baru-baru ini mencatat percepatan yang cukup besar dalam erosi tanah global (FAO 2019). Secara umum disepakati bahwa ini adalah produk dari pengaruh antropogenik (Ahmed et al. 2019; Pennock 2019), dengan penggundulan dan pertanian intensif menjadi dua faktor yang sangat penting (French 2016). Memang, arsip jangka panjang dari endapan koluvial telah menunjukkan peningkatan erosi di masa lalu (Kappler et al. 2018).
Di samping ancaman terhadap layanan ekosistem lainnya (seperti ketahanan pangan dan kualitas air) (Pennock 2019), erosi tanah telah disebut sebagai ancaman kritis terhadap warisan arkeologi global. Sementara erosi pesisir yang sangat terkait dengan perubahan iklim telah menjadi fokus utama (Dawson et al. 2020), dampak bentuk erosi lain pada lanskap yang dapat ditanami juga telah diakui secara luas (Meylemans et al. 2014). Memang, hampir dua dekade lalu, erosi tanah yang disebabkan oleh bajak dicatat sebagai ancaman terbesar bagi situs arkeologi di seluruh dunia (Wilkinson et al. 2006).
Erosi tanah dan pergerakan artefak pasca pengendapan, yang mungkin terbawa dalam endapan koluvial (French 2016), khususnya bermasalah untuk penelitian arkeologi yang bergantung pada interpretasi distribusi spasial temuan permukaan atau dekat permukaan. Salah satu bidang tersebut adalah arkeologi medan perang, yang fokus utamanya adalah pada analisis pola spasial benda-benda terkait konflik yang ditemukan dari zona pembajakan atau lapisan tanah atas (Banks 2020). Survei dilakukan menggunakan detektor logam konvensional yang biasanya memiliki kedalaman eksplorasi maksimum sekitar 30 cm (Connor dan Scott 1998, 79). Dengan demikian, benda-benda yang terkubur di bawah lapisan koluvium yang relatif dangkal sekalipun mungkin tidak dapat dideteksi. Hal ini juga bermasalah untuk bentuk prospeksi arkeologi lainnya (misalnya, pengujian penggalian) dan telah menjadi tantangan yang sering dihadapi para arkeolog yang bekerja di lingkungan geomorfologi yang kompleks (terutama fluvial dan aluvial) (misalnya, Weston 2001; Layzell dan Mandel 2019; Crabb et al. 2022). Meskipun erosi dapat merusak fitur arkeologi dan memindahkan objek dari konteks pengendapannya, erosi juga berpotensi untuk menutup endapan lain di situ, yang mungkin memberi mereka perlindungan dari kerusakan akibat bajak, bioturbasi, dan sebagainya. Dalam kedua kasus tersebut, pengetahuan tentang keberadaan dan luas endapan koluvial bermanfaat untuk pemahaman dan pengelolaan lanskap arkeologi. Lebih jauh, para arkeolog telah lama menyadari bahwa endapan koluvial itu sendiri merupakan arsip yang sangat baik tentang penggunaan lahan manusia dan dengan demikian menjadi target penting untuk penelitian yang menyelidiki interaksi manusia-lingkungan jangka panjang (misalnya, Vanwalleghem et al. 2006; Froehlicher et al. 2016; Henkner et al. 2018). Makalah ini akan mengkaji metode untuk mengkarakterisasi endapan koluvial pada skala terperinci yang diperlukan untuk tujuan arkeologi. Dengan demikian, fokusnya bukan pada prediksi/pemodelan erosi di masa mendatang atau karakterisasi kuantitatif kehilangan tanah (yang telah dipelajari secara ekstensif oleh peneliti lain [Boardman dan Poesen 2006]) melainkan karakterisasi endapan koluvial yang ada dan hubungannya dengan catatan arkeologi.
2 Latar Belakang
Mekanisme Erosi Tanah dan Pendekatan Penelitian
Air merupakan agen erosi yang dominan di daerah beriklim sedang dan mekanisme utama yang bertanggung jawab atas erosi tanah dalam studi kasus yang dibahas di sini (Verstraeten et al. 2006). Dampak tetesan air hujan menyebabkan pelepasan tanah awal, bersama dengan aliran permukaan (Pennock 2019). Ketika kapasitas infiltrasi tanah tercapai, aliran permukaan terjadi, dan partikel yang terlepas diangkut (erosi lembaran). Saat air mengalir, ia membentuk sayatan kecil (alur), di mana kecepatannya meningkat. Ini memulai proses erosi tersalurkan, yang dimulai sebagai erosi alur tetapi dapat mencapai ekstrem yang lebih besar dalam bentuk erosi parit.
Pelepasan dan pengangkutan ditentukan oleh resistensi partikel tanah terhadap aliran hidrolik. Sebaliknya, ketika aliran partikel yang bergerak berkurang melewati titik kritis, terjadi pengendapan. Ini terutama ditentukan oleh kecuraman lereng (yang memengaruhi kecepatan limpasan); topografi dengan demikian merupakan faktor utama yang memengaruhi potensi erosi. Erosi dapat terjadi di lokasi mana pun yang memiliki kemiringan lebih dari 2° (French 2016, 157).
Jenis tanah memiliki dampak, karena tekstur (ukuran partikel) menentukan cara pengangkutan material yang tererosi. Partikel lempung menahan pelepasan karena kohesi yang tinggi di antara mereka, sementara partikel pasir berukuran sedang hingga besar menahan pengangkutan karena ukurannya yang besar. Ukuran butiran sekitar 0,5 mm (lanau kasar hingga pasir halus) adalah yang paling rentan terhadap erosi (French 2016).
Penutup vegetasi juga memiliki dampak yang besar, dimulai dengan intersepsi dan perlambatan tetesan air hujan, peningkatan laju infiltrasi dan ketahanan tanah melalui aksi akar, dan pemblokiran aliran permukaan. Jumlah penutup secara langsung terkait dengan tingkat hilangnya tanah, dengan jenis penutup juga berperan (misalnya, ketahanan yang lebih besar terhadap erosi yang berpindah dari lahan pertanian ke padang rumput ke hutan) (French 2016).
Terakhir, penggunaan lahan memiliki pengaruh penting dan terkait erat dengan penutup vegetasi. Telah dibuktikan pula bahwa operasi pengolahan tanah bertanggung jawab atas bentuk erosinya sendiri, yang menyebabkan pergerakan tanah menuruni lereng terutama karena gaya gravitasi. Hal ini meningkat secara eksponensial seiring dengan kedalaman pembajakan dan kecepatan pengolahan tanah. Faktor-faktor lain, seperti arah pengolahan tanah dan jenis alat, juga memiliki pengaruh penting (Van Oost et al. 2006). Mekanisme ini berbeda secara signifikan dari erosi air; mekanisme ini tidak mengakibatkan hilangnya tanah bersih pada skala lapangan tetapi dapat mengangkut partikel ke posisi yang lebih rentan terhadap pergerakan lebih lanjut melalui erosi air (Pennock 2019, 31–33, 42–44).
Sebagian besar penelitian yang menangani erosi tanah difokuskan pada pengembangan model untuk menilai risiko erosi di masa mendatang dan mengukur serta memprediksi hilangnya tanah (Brazier 2013). Yang paling utama di antaranya adalah Persamaan Kehilangan Tanah Universal (USLE) (Wischmeier dan Smith 1978) dan turunannya, yang merupakan penentuan empiris yang banyak digunakan mengenai kontribusi berbagai faktor (curah hujan/limpasan, sifat tanah, lereng, tutupan lahan, dan praktik pengelolaan) terhadap erosi tanah secara keseluruhan. Model ini juga telah digunakan dalam konteks arkeologi untuk meneliti bagaimana penggunaan lahan telah memengaruhi erosi tanah di masa lalu (Hill 2004; Brandolini et al. 2023).
Identifikasi endapan koluvial yang ada, terutama yang tidak terlalu baru, kurang mendapat perhatian. Endapan ini biasanya dipetakan sebagai bagian dari survei tanah regional (dilakukan dengan pengambilan sampel lapangan yang sistematis), tetapi endapan ini relatif kasar dan biasanya dirancang untuk dipetakan pada skala sekitar 1:20.000. Ketika data resolusi lebih tinggi dicari, peneliti dapat melakukan skema pengambilan sampel mereka sendiri (misalnya, French et al. 2007), meskipun ini dapat memakan waktu yang cukup lama. Keterbatasan lain dari survei tanah regional adalah bahwa survei tersebut cenderung berupa data lama (biasanya dilakukan sekitar pertengahan abad ke-20) dan mungkin tidak cukup mewakili proses dinamis seperti erosi tanah.
Untuk mengurangi tantangan ini, para peneliti mengandalkan berbagai metode pengamatan noninvasif untuk memetakan erosi tanah. Karena topografi merupakan salah satu penentu utama sifat tanah dan memiliki peran penting dalam erosi dan akumulasi tanah (Schaetzl 2013), turunan medan yang diperoleh dari model elevasi merupakan salah satu prediktor endapan koluvial yang paling penting dan banyak digunakan (Zádorová et al. 2014; Penížek et al. 2016; Đomlija et al. 2019). Ketersediaan luas model elevasi resolusi tinggi dari survei LiDAR telah sangat memungkinkan pekerjaan tersebut.
Bentuk penginderaan jarak jauh lainnya juga telah digunakan untuk mengidentifikasi endapan koluvial. Sebagian besar aplikasi berfokus pada penggunaan sensor jarak jauh optik pasif yang beroperasi dalam rentang tampak dan inframerah dekat. Interpretasi manual foto udara, yang merevolusi survei tanah konvensional (Ahrens 2008), adalah contoh dari pendekatan tersebut dan telah lama digunakan untuk memetakan fitur erosi (Hills 1950; Ray 1960), termasuk untuk tujuan arkeologi.
Baru-baru ini, telah ada fokus pada integrasi data penginderaan jarak jauh optik multispektral dan hiperspektral untuk berbagai aplikasi pemetaan tanah (Boettinger et al. 2008). Dengan demikian, kovariat lingkungan (vegetasi, penggunaan lahan, dll.) yang memengaruhi pola tanah diidentifikasi berdasarkan tanda spektralnya. Aplikasi umum adalah karakterisasi tekstur tanah menggunakan berbagai rasio pita atau indeks dengan klasifikasi yang dibantu oleh teknik pembelajaran mesin dan analisis sampel lapangan (misalnya, Liao et al. 2013; Gholizadeh et al. 2018; Vaudour et al. 2019). Penggunaan indeks penginderaan jarak jauh untuk pemodelan geoarkeologi di lingkungan aluvial yang dicirikan oleh endapan yang terkubur dalam juga telah ditunjukkan oleh Crabb et al. (2022). Metode serupa juga telah digunakan untuk mengkarakterisasi erosi tanah dengan data penginderaan jarak jauh optik (Žížala et al. 2019). Pemetaan tanah dengan penginderaan jarak jauh khususnya dimungkinkan oleh akses gratis dan terbuka ke data dari misi global seperti platform Landsat dan Sentinel dan, baru-baru ini, akses ke basis data besar gambar yang dihosting di cloud dan pustaka pemrosesan seperti Google Earth Engine (Gorelick et al. 2017).
Instrumen geofisika, yang mengukur variasi dalam sifat fisik (terutama elektromagnetik) yang dapat dikaitkan dengan sifat tanah (misalnya, tekstur), juga telah dimasukkan ke dalam pendekatan pemetaan tanah dan telah sangat efektif dalam menghasilkan peta variabilitas tanah beresolusi tinggi pada skala lapangan (Brogi et al. 2021). Yang terpenting, metode geofisika menawarkan cara untuk menyeimbangkan keterbatasan skala yang menjadi ciri pengukuran titik (kesulitan menangkap heterogenitas) dan kumpulan data penginderaan jarak jauh (resolusi kasar dan penetrasi kedalaman rendah) (Garré et al. 2023). Dalam hal ini, metode ini juga dapat digunakan dalam studi erosi tanah yang sulit menjembatani kesenjangan antara pengamatan lapangan dan pemodelan regional berdasarkan eksperimen plot (Boardman 1998). Namun, metode ini jarang digunakan secara eksplisit untuk memetakan endapan koluvial dan fitur erosi,2 meskipun sangat mahir dalam mengukur variabel penting yang terkait dengan erodibilitas tanah (seperti kelembapan dan tekstur).
Bagian berikut akan membandingkan informasi yang diperoleh dari berbagai metode ini—pengambilan sampel manual pada pengukuran titik, pemodelan medan, penginderaan jarak jauh, dan survei geofisika—dengan menggunakan lokasi tertentu di medan perang Waterloo di Belgia sebagai studi kasus. Setiap metode memiliki kelebihan dan kekurangan terkait dengan dukungan sampel (Goovaerts 2016), sensitivitas, dan biaya yang terkait. Menggabungkan berbagai sumber data memungkinkan pemahaman yang lebih komprehensif tentang urutan pengendapan daripada yang diberikan oleh satu metode.
3 Studi Kasus: Medan Perang Waterloo, Belgia
Pertempuran Waterloo (18 Juni 1815) terkenal sebagai saksi kekalahan Napoleon Bonaparte oleh aliansi Eropa yang dipimpin oleh Adipati Wellington dan Marsekal Gerhard Von Blücher. Pertempuran ini terjadi di pinggiran beberapa desa kecil sekitar 15 km selatan Brussels di Belgia (Gambar 1). Bentang alam saat ini terutama digunakan untuk keperluan pertanian, seperti pada saat pertempuran. Sejak 2015, penelitian arkeologi telah berlangsung melalui proyek yang diprakarsai oleh Waterloo Uncovered (lembaga amal Inggris yang menggabungkan penelitian arkeologi dengan perawatan dan pemulihan personel veteran/yang bertugas [Evans et al. 2019]). Serangkaian kampanye yang berfokus pada berbagai simpul penting yang menarik di seluruh lanskap medan perang telah dilakukan (Waterloo Uncovered 2015; Bosquet et al. 2016; Eve dan Pollard 2020).
Situs ini terletak di sabuk loess periglasial Pleistosen Akhir di Eropa barat laut, yang sebagian membentang melalui Belgia bagian tengah (Haesaerts et al. 2016; Lehmkuhl et al. 2021). Di bawah lapisan loess, terdapat substrat Tersier berpasir yang berasal dari Eosen Tengah (sekitar 50 juta tahun lalu) dan berasal dari serangkaian transgresi laut (Laga et al. 2002; Houthuys 2011). Survei tanah dilakukan pada tahun 1950-an dan 1960-an (Louis 1958, 1973), yang melibatkan lubang bor yang digali hingga kedalaman 125 cm dengan interval reguler 75 m. Hal ini menunjukkan bahwa ketebalan lapisan tanah loess cukup bervariasi karena topografinya yang bergelombang, yang terdiri dari serangkaian punggung bukit yang dipisahkan oleh lembah-lembah di antaranya (dengan perbedaan elevasi maksimum sekitar 40 m). Di dataran tinggi, lapisan tanah loess dapat setebal beberapa meter, sementara substrat Tersier terdapat di permukaan di daerah-daerah yang berlereng curam karena erosi lapisan tanah Kuarter. Endapan koluvial terdapat di cekungan-cekungan dan di dasar lereng, tempat lapisan tanah loess yang tererosi telah diendapkan kembali (Louis 1973, 11–12). Sekitar 85% tanah yang dipetakan di daerah penelitian tercatat bertekstur lanau, sedangkan sisanya berpasir atau berpasir-lanau di daerah yang tererosi parah (Service public de Wallonie 2005). Jenis tanah yang umum di area studi adalah Luvisol (Dondeyne et al. 2014), terbentuk di bawah hutan campuran pada periode pascaglasial (Louis 1973, 26–28). Tanah ini memiliki horizon B yang diperkaya lempung (iluviasi) di bawah horizon A yang terdekalsifikasi dan miskin lempung (eluviasi) yang disebabkan oleh pengangkutan ke bawah (pencucian) partikel lempung oleh air hujan. Horizon B bertekstur ini berada di atas bahan induk loess yang tidak berubah (horizon C). Setelah penggundulan hutan, horizon A asli terkikis oleh erosi di sebagian besar area (kecuali yang memiliki kemiringan kurang dari 1°) dan digantikan dengan zona pembajakan antropogenik (horizon Ap). Endapan koluvial biasanya berlumpur dengan tekstur seragam yang mirip dengan endapan di lereng tempat asalnya (Louis 1973, 20–21). Luas dan ketebalannya bervariasi dan ditentukan oleh karakter lereng dan waktu penggundulan hutan. Horison B tidak terbentuk dalam endapan koluvial; sebaliknya, horizon Ap terletak tepat di atas horizon C (yang mungkin menutupi serangkaian horizon terkubur lainnya) (Louis 1973, 31). Sabuk loess Belgia sangat rentan terhadap erosi tanah, dengan erosi air dan pengolahan tanah menjadi mekanisme utamanya (Verstraeten et al. 2006, 389–400; Rommens et al. 2007), seperti yang telah diamati di area studi (Gambar 2). Erosi telah dikaitkan dengan penanaman jangka panjang di area studi dan bukan hanya fenomena baru-baru ini. Waktu penggundulan hutan tidak pasti tetapi berdasarkan peta Ferraris akhir abad ke-18 (Vervust 2016), area studi sebagian besar tidak memiliki pepohonan pada saat Pertempuran Waterloo. Kehilangan tanah bersih untuk sabuk loess Belgia bagian tengah diperkirakan sekitar 26 ton per hektar per tahun, yang setara dengan penurunan profil tanah sebesar 1,73 mm per tahun untuk lapisan tanah atas yang umum (Meylemans dan Poesen 2014). Hal ini terjadi terutama melalui erosi alur dan parit, dengan erosi lembaran diperkirakan mewakili sekitar 10% dari kehilangan tanah di sabuk loess (Verstraeten et al. 2006, 398). Erosi parit sementara dianggap sebagai mekanisme dominan, yang mencakup sekitar 50% dari kehilangan bersih (Vandaele et al. 1996; Nachtergaele et al. 2002).
4 Metode
Untuk menilai risiko erosi tingkat tinggi di area studi, kami mempertimbangkan faktor-faktor yang diuraikan dalam USLE, yang secara khusus diformulasikan untuk mengukur kehilangan tanah akibat erosi air. Karena ukuran area studi yang kecil, efek erosivitas curah hujan diasumsikan konstan. Penggunaan lahan dan praktik pendukung juga dapat diperlakukan sebagai variabel tetap karena praktik pertanian (sebagian diatur oleh kebijakan legislatif) konsisten di seluruh area, dan sebagian besar telah mengalami penggundulan hutan sejak masa yang dimaksud (yaitu, 1815). Jika tujuannya adalah untuk menjelaskan tingkat erosi antar atau intra-lapangan yang bervariasi secara tahunan atau musiman, faktor-faktor ini harus dipertimbangkan; namun, karena fokusnya adalah pada proses pengendapan jangka panjang, variabilitas skala kecil ini dapat diabaikan. Sementara tekstur tanah juga sebagian besar homogen, pengaruh posisi lereng pada kedalaman pasir Tersier (Louis 1958) menghubungkan variabilitas tekstur secara erat dengan topografi. Hal ini menjadikan topografi sebagai faktor kunci untuk memeriksa kerentanan erosi jangka panjang.
Salah satu keterbatasan USLE untuk latihan ini adalah tidak menunjukkan area pengendapan yang mungkin (misalnya, koluvium) (Van Oost et al. 2000, 578). Untuk mengatasi hal ini, diperlukan pendekatan untuk mengekstrak elemen bentuk lahan topografi. Di sini, yang menjadi perhatian adalah mengekstrak area kaki lereng dan kaki lereng tempat pengendapan koluvial paling mungkin terjadi (Schaetzl 2013) (Gambar 4). Metode geomorfon, yang didasarkan pada klasifikasi bentuk lahan dari model medan menggunakan pengenalan pola terner dari perbedaan ketinggian dan garis pandang (Jasiewicz dan Stepinski 2013), digunakan untuk mencapai hal ini. Elemen bentuk lahan kemudian direduksi lebih lanjut menjadi tiga kategori: zona akumulatif/pengendapan (terdiri dari lubang, lembah, kaki lereng, dan cekungan), zona erosif (puncak, punggung bukit, bahu jalan, taji, lereng curam), dan zona stabil (area datar, lereng landai). Parameter penting yang memengaruhi hasil klasifikasi geomorfologi adalah jarak pencarian dan ambang batas kerataan. Yang pertama menentukan jarak pencarian untuk setiap sel dan, dalam praktiknya, menentukan elemen bentuk lahan terbesar yang dapat dikenali (di sini, 25 m). Yang terakhir memberikan ambang batas keputusan di mana sel diklasifikasikan sebagai sel yang memiliki ketinggian yang sama dengan sel fokus. Di sini, nilai 2° digunakan, mengikuti ambang batas kemiringan yang disebutkan di atas. Model medan yang digunakan adalah kumpulan data LiDAR yang dikumpulkan pada tahun 2013–2014 dengan kerapatan pengukuran rata-rata 0,8 pulsa/m2 (Service public de Wallonie 2015).
5 Hasil
Peta bentang alam terklasifikasi berdasarkan metode geomorfon ditunjukkan pada Gambar 5. Daerah pengendapan menunjukkan tempat endapan koluvial kemungkinan terakumulasi, dengan lereng curam menunjukkan daerah yang paling rawan erosi. Penumpukan endapan koluvial yang dipetakan dari pemetaan tanah yang ada (Louis 1958, 1973) menunjukkan tingkat korespondensi yang tinggi (dengan daerah berisiko erosi tinggi yang terletak tepat di sebelah batas endapan koluvial yang ditunjukkan), mengikuti model perkembangan katen yang umum (Schaetzl 2013).
6 Pembahasan
Tinjauan pustaka dan pengamatan lapangan menetapkan erosi air sebagai mekanisme utama pergerakan dan kehilangan tanah di area studi. Penggalian arkeologi di Waterloo telah menetapkan dengan jelas bahwa endapan koluvial signifikan di area tertentu, dengan akumulasi sejak masa pertempuran sering kali melebihi kedalaman pencarian efektif dari metode yang umum digunakan (misalnya, deteksi logam keseimbangan induksi konvensional, sekitar 30 cm). Hal ini memerlukan pemahaman yang lebih baik tentang distribusi (baik luas lateral maupun vertikal) endapan koluvial, yang memungkinkan strategi prospeksi arkeologi yang adaptif. Metode yang umum digunakan untuk pemetaan dan pemodelan erosi tanah cenderung beroperasi pada ujung spektrum skala yang berlawanan. Dengan demikian, kehilangan tanah regional biasanya dimodelkan menggunakan persamaan dengan berbagai variabel lingkungan, dan variabilitas lokal diinformasikan oleh pengamatan titik dalam survei tanah tradisional. Untuk tujuan arkeologi, pemetaan yang efisien pada resolusi tinggi diperlukan (skala lapangan atau intra-lapangan); hal ini ditunjukkan di sini menggunakan pengukuran variabel proksi yang terkait dengan sifat tanah untuk evaluasi yang lebih kuat.
Bagian sebelumnya menunjukkan bagaimana metode pelengkap dapat diintegrasikan di berbagai skala spasial untuk memberikan wawasan tentang keberadaan dan luas endapan koluvial di lingkungan tanah loess. Pendekatan penginderaan jarak jauh dan pemodelan medan paling berguna untuk penilaian cepat pada skala lanskap. Survei geofisika memberikan perspektif skala lapangan beresolusi lebih tinggi dan pemeriksaan bawah permukaan yang lebih terperinci daripada yang dimungkinkan oleh metode ini. Pengambilan sampel invasif yang ditargetkan, dikombinasikan dengan analisis sifat tanah yang relevan, memungkinkan pemahaman yang lebih kuat tentang data sensor dan penyempurnaan interpretasi. Kombinasi metode ini memungkinkan untuk menjembatani kesenjangan yang disebutkan di atas antara pengambilan sampel lapangan yang terputus-putus/padat karya dan pendekatan pemodelan skala besar yang tidak memiliki resolusi lokal yang diperlukan untuk pemetaan terperinci.
Pemodelan medan menggunakan pendekatan geomorfon berusaha untuk menentukan tiga bentuk lahan utama: daerah rawan erosi, zona pengendapan, dan daerah stabil perantara. Disarankan bahwa penggunaan topografi untuk menentukan fitur erosi merupakan pendekatan yang kuat dalam kasus ini, mengingat homogenitas faktor lain yang memengaruhi erosi (erosivitas curah hujan, erodibilitas tanah, tutupan vegetasi, dan praktik penggunaan/dukungan lahan) pada skala area studi. Namun, pendekatan ini tidak memungkinkan identifikasi langsung endapan koluvial atau bahkan proksi terkait, melainkan mengandalkan medan sebagai kovariat (yaitu, asosiasi bentuk lahan tertentu dengan erosi dan pengendapan tanah).
Mengenali peran kesehatan vegetasi sebagai proksi lokasi endapan koluvial di area studi (berdasarkan ortofoto resolusi tinggi), indeks vegetasi diekstraksi dari koleksi multitemporal data penginderaan jauh multispektral. Sementara banyak peneliti telah menggunakan keberadaan indeks yang lebih tinggi (vegetasi yang lebih sehat) untuk menyimpulkan risiko erosi yang berkurang (misalnya, Ayalew et al. 2020) dalam pendekatan pemodelan, asosiasi vegetasi dan endapan koluvial kurang umum digunakan; dengan demikian, ini merupakan bukti penting dari konsep yang disajikan di sini. Homogenitas lingkungan tanah di area studi memungkinkan pengenalan kontras relevan yang halus dalam data penginderaan jauh. Namun, ini mempersulit klasifikasi (semi-)otomatis dari set data, mengingat bobot relatif dari kontras lainnya (variabilitas antar-lapangan). Dengan demikian, pendekatan penginderaan jauh dibatasi oleh kendala penggunaan lahan, yang menutupi variasi yang lebih halus yang diinginkan. Pendekatan multi-temporal untuk memeriksa tren jangka panjang memberikan satu solusi untuk variabilitas ini tetapi juga memperkenalkan tingkat kebisingan tambahan melalui agregasi gambar yang berbeda dalam kondisi yang berbeda. Penyempurnaan pemilihan gambar dan identifikasi momen ideal saat kontras paling jelas (misalnya, dalam periode erosivitas hujan yang sangat tinggi (Verstraeten et al. 2006) dapat membantu dalam mengembangkan kumpulan data komposit yang lebih kuat. Hal ini khususnya penting berkaitan dengan citra beresolusi lebih tinggi (<5 m) dengan waktu kunjungan ulang yang lebih jarang. Meskipun masih sulit untuk menghitung korelasi kuantitatif langsung antara indeks koluvium dan vegetasi di area yang luas (karena kontras yang halus, adanya noise, dan tipe data nominal yang terlibat), korespondensi dan pola yang ditunjukkan antara kumpulan data yang berbeda menunjukkan potensi untuk pendekatan penginderaan jauh.
Dampak resolusi spasial ditunjukkan dengan jelas dengan perbandingan citra Landsat dan Sentinel, dan yang terakhir masih agak kasar untuk identifikasi fitur kecil. Metode penginderaan jauh lain yang tidak diperiksa di sini mungkin juga terbukti berguna untuk mengidentifikasi kontras. Secara khusus, sensor yang menargetkan kelembapan tanah seperti platform RADAR
Kedua, khususnya untuk arkeologi medan perang, kedalaman lapisan tanah penutup memiliki implikasi penting karena efektivitas deteksi logam konvensional yang diandalkan dapat sangat terhambat di area tertentu. Asumsi di sini adalah bahwa objek yang awalnya diendapkan di area tertentu selanjutnya akan tertutup oleh sedimen yang terkikis dan menjadi tidak terdeteksi. Namun, ini bukanlah asumsi yang lugas dan diperumit oleh faktor-faktor lain, terutama dampak pembajakan pada distribusi material di lapisan tanah atas (Yorston et al. 1990; Boismier 1997). Ada juga kemungkinan kuat bahwa pergerakan menuruni lereng dari beberapa material akan terjadi sebagai bagian dari proses erosi, seperti yang telah diamati dalam banyak konteks arkeologi (Smith 2001; Collins et al. 2016; McCoy 2021), meskipun ini seharusnya bukan asumsi universal (James et al. 1994). Dalam beberapa kasus, telah didokumentasikan bahwa objek yang lebih padat/berat akan lebih rentan terhadap pergerakan menuruni lereng, meskipun ambang batas ini tidak jelas, dan pengaruh tambahan erosi fluvial merupakan komplikasi lebih lanjut (Rick 1976). Khususnya untuk Waterloo, dan untuk konteks medan perang secara umum, hal ini masih kurang dipahami, tetapi pemetaan terperinci pengendapan koluvial sebagaimana diperiksa di sini memberikan titik awal yang penting. Integritas spasial distribusi artefak merupakan pertimbangan yang sangat penting untuk arkeologi medan perang; dalam banyak kasus, hamburan artefak adalah satu-satunya yang tersisa dari lokasi konflik, dan distribusi spasialnya dengan demikian memiliki banyak nilai interpretasi (Banks 2020). Oleh karena itu, mengidentifikasi bias dalam kumpulan data sangatlah penting.
Meskipun penguburan dalam endapan arkeologi dapat dilihat sebagai hal yang negatif sejauh penggunaan metode prospeksi tertentu, hal itu juga merupakan hal yang positif dari sudut pandang pelestarian (misalnya, Bosquet et al. 2015). Dengan demikian, konteks yang tertutup di bawah lapisan tanah penutup koluvial cenderung tidak mengalami kerusakan akibat bajak, erosi lebih lanjut, bioturbasi, dll. Sebaliknya, konteks yang ada di area yang sensitif terhadap erosi cenderung telah hancur. Hal ini khususnya relevan untuk jenis fitur yang terkait dengan medan perang, yang cenderung sangat sementara.
Keterbatasan utama dari penelitian ini adalah tidak adanya informasi kronologis yang kuat, sehingga mencegah rekonstruksi urutan sedimentasi di area pengendapan yang diminati. Penanggalan relatif kasar dimungkinkan dalam kasus di mana konteks arkeologi yang dapat diberi tanggal ditemukan di bawah endapan koluvial, yang menyediakan terminus post quem untuk sedimen di atasnya. Namun, ini hanya mungkin untuk sisa arkeologi in situ; menggunakan artefak untuk penanggalan relatif endapan koluvial kurang dapat diandalkan mengingat kemungkinan stratigrafi campuran atau terbalik (French 2016, 166). Dalam kasus Waterloo, asumsi bahwa mayoritas endapan koluvial relatif baru (yaitu, sejak saat pertempuran) mungkin valid. Hal ini khususnya terkait dengan pengaruh pembajakan mekanis dalam setengah abad terakhir. Wawasan lebih jauh tentang laju erosi historis dapat diperoleh melalui pendekatan deteksi perubahan, dengan memeriksa foto udara arsip untuk menilai distribusi area yang tererosi (misalnya, Jenčo et al. 2020; Netopil et al. 2022).
Selain penanggalan relatif, ada beberapa metode lain yang berpotensi memberikan pemahaman yang lebih mendalam tentang kronologi urutan sedimen di Waterloo. Salah satunya adalah pendaran cahaya terstimulasi optik (OSL), yang telah banyak diterapkan untuk penanggalan sedimen dalam berbagai konteks (Rhodes 2011), termasuk sedimen koluvial (Fuchs dan Lang 2009; Lang 2015), dan memiliki sejarah panjang aplikasi arkeologi (Duller 2008). Perkembangan terkini pembaca OSL portabel/cepat telah memungkinkan pengukuran intensitas luminesensi pada sampel massal yang belum diproses (misalnya, profil tanah) (Sanderson dan Murphy 2010; Munyikwa et al. 2021). Meskipun tidak memungkinkan pembuatan usia absolut, ini memberikan pengukuran proksi untuk usia, yang dapat digunakan untuk memeriksa variabilitas dalam profil dan antara lokasi pengambilan sampel.
Metode lain yang telah menunjukkan kegunaan besar untuk penanggalan erosi tanah pasca-Perang Dunia 2 adalah analisis isotop fallout (cesium dan plutonium) yang terkait dengan ledakan nuklir (Wilkinson et al. 2006; Huisman et al. 2019). Pergeseran tanah selama setengah abad terakhir telah mengganggu distribusi seragam asli dari radioisotop ini. Dengan demikian, dalam profil tanah yang stabil, ada penurunan konsentrasi di sepanjang profil. Area yang tererosi menunjukkan konsentrasi yang relatif lebih rendah, sementara zona pengendapan memiliki konsentrasi yang lebih tinggi. Aplikasi terkait adalah penggunaan kandungan fosfor, yang berkaitan dengan pengenalan pupuk kimia pada awal abad ke-20. Dengan menggunakan prinsip yang sama seperti pelacak isotop, telah ditunjukkan bahwa analisis kadar fosfor dalam profil tanah dapat digunakan untuk memperkirakan akumulasi terkini Kirim masukan Panel samping Histori Tersimpan.
7 Kesimpulan
Selain dampak pada layanan ekosistem lainnya, erosi tanah merupakan ancaman kritis yang terus berlanjut terhadap sumber daya arkeologi di seluruh dunia, khususnya di lanskap yang dapat ditanami. Selain memantau dan memperkirakan laju erosi di masa mendatang untuk tujuan pengelolaan lokasi, rekonstruksi pengendapan sedimen di suatu lokasi merupakan langkah penting dalam pemilihan pendekatan pengambilan sampel yang tepat dan interpretasi data arkeologi. Dengan demikian, pemetaan area akumulasi sedimen (kolluvium) merupakan tujuan penting. Sementara produk pemetaan yang ada dari survei tanah regional biasanya mencakup beberapa informasi tentang endapan koluvial, sering kali diinginkan untuk mendapatkan pemahaman yang lebih rinci tentang luas lateral dan kedalaman endapan ini. Kami memperkenalkan pendekatan multiskalar untuk memetakan endapan koluvial, yang mengintegrasikan beberapa set data noninvasif: turunan medan untuk mengekstraksi bentuk lahan erosi dan pengendapan, penginderaan jarak jauh optik untuk menentukan kesehatan vegetasi, dan geofisika dekat permukaan untuk mengkarakterisasi sifat tanah. Diinformasikan oleh pengambilan sampel invasif yang ditargetkan dan analisis laboratorium sifat tanah, prosedur ini memungkinkan pemetaan dan verifikasi terperinci tentang luas dan kedalaman endapan koluvial.
Pendekatan ini ditunjukkan dengan menggunakan studi kasus yang meneliti medan perang Napoleon di Waterloo, Belgia, yang terletak di lingkungan tanah loess yang sangat rentan terhadap erosi tanah. Dengan kerangka kerja ini, pendekatan pengambilan sampel dapat dikembangkan untuk menargetkan endapan di area dengan lapisan tanah penutup yang lebih tinggi, yang berpotensi memiliki tingkat pelestarian sisa arkeologi yang terkubur lebih tinggi. Hal ini juga memungkinkan pemahaman yang lebih baik tentang proses pembentukan situs, potensi bias pelestarian, dan interpretasi data arkeologi melalui asosiasi artefak dan fitur dengan unit sedimen yang berbeda. Langkah penting berikutnya mencakup pengembangan kerangka kerja kronologis yang lebih kuat untuk menghubungkan endapan koluvial dengan lapisan arkeologi yang diminati; saat ini, hal ini hanya diketahui melalui penanggalan relatif melalui asosiasi endapan arkeologi yang disegel dengan sedimen di atasnya.
