Hvordan beslutninger om arealanvendelse påvirker afgrødeproduktiviteten

Landmænd har en tendens til at dyrke afgrøder på land med optimale betingelser for tilgængelighed af vand og næringsstoffer. Når disse forhold bliver mindre end optimale, landmænd kan ændre plantedatoer, skifte til eller udvikle en anden afgrødesort, eller endda lede efter nye steder at vokse, derfor ændrer afgrødens rumlige distributionsmønstre. En undersøgelse foretaget af forskere ved det amerikanske energiministeriums Pacific Northwest National Laboratory viste, at ændringer i afgrødens rumlige distributionsmønstre, som en integreret del af arealdækning og ændring af arealanvendelsen, kan modulere afgrødeudbyttet som reaktion på jordsystemændringer.

Resultaterne viste, at tidligere empiriske undersøgelser kunne være væsentligt forudindtaget i vurderingen af ​​virkningerne af jordsystemændringer ved at ignorere ændringerne i afgrødens rumlige distributionsmønstre.

Talrige undersøgelser med statistiske metoder har bekræftet en sammenhæng mellem afgrødeudbytte og klimavariabilitet. En afgørende antagelse i disse undersøgelser er, at afgrødens rumlige udbredelsesmønstre er konstante over tid. Imidlertid, det er sandsynligt, at for nogle afgrøderegionskombinationer, dette er muligvis ikke gyldigt på grund af et skift i rumlige distributionsmønstre, der er muliggjort af afgrødeteknologiske fremskridt og konkurrerende krav til arealanvendelse. Til dato, hvordan denne form for jorddækning og ændringer i arealanvendelsen modulerer afgrødeudbytteresponsen på jordsystemets ændringer er uklart.

Analyserer data fra de lavere 48 USA, PNNL-forskere undersøgte, hvordan ændringer på amtsniveau i afgrødernes rumlige distributionsmønstre regulerer majsudbyttesvar på statsniveau på jordsystemændringer. De fandt ud af, at majsudbytterespons på jordsystemændringer varierede med afgrødens rumlige distributionsmønster, med tydelige virkninger på statsniveau. De observationsbaserede empiriske modeller, der er etableret i denne undersøgelse, forventede, at det samlede majsudbytte i de nedre 48 USA ville falde med 20-40 procent i 2050 under skiftende afgrøder i rumlige mønstre, sammenlignet med 26-52 procent med afgrødefordelinger holdt konstant.