Bygger et bedre våben mod skadelige algeblomster

At forudsige og præcisere, hvilke landbrugspraksis der sandsynligvis vil beskytte mod miljøskader, er et komplekst forslag, og forskere ved Ohio State University arbejder på at finjustere de værktøjer, der kan hjælpe landmænd og andre med at forhindre skadelige algeblomster.

I denne uge ved American Geophysical Union (AGU) efterårsmøde i Washington, D.C, et team af forskere fra Ohio State University delte tidlige resultater fra en trio af undersøgelser, der har til formål at forbedre modeller designet til at guide landbrugspraksis for at reducere risikoen for nitrogen og fosforholdig afstrømning af gårde. Sådan afstrømning fører til vækst af giftige alger i vandveje.

Grundlæggende modeller til forudsigelse af konsekvenserne af forskellige beslutninger, f.eks. når der skal påføres gødning, er tilgængelige, men de skal forbedres for at sikre pålidelighed og vinde tillid hos interesserede parter, herunder landmænd og miljøbeskyttelsesorganisationer, sagde Jay Martin, en professor i økologisk teknik ved Ohio State.

Asmita Murumkar, en postdoktor ved Ohio State, sagde, at hendes arbejde er begyndt at belyse, hvordan tidspunktet for gødningstilførsel skærer med kraftige regnskyl for at bidrage til næringsstofafstrømning. Hun arbejder med Ohio Applicator Forecast, et værktøj, der bruger National Weather Service -data til at tildele risikovurderinger til påføring af gødning på forskellige tidspunkter.

Murumkar er håbefuld om, at hendes forskning vil hjælpe med at kvantificere, hvilken indvirkning værktøjet ville have på miljøet under forskellige scenarier- siger, hvis en fjerdedel af landmændene i Maumee-flodens vandområde brugte det, eller halvdelen.

"Vi vil bedre forstå, hvor meget fosforafstrømning det ville reducere i regionen, "Sagde Martin, tilføjer, at der er masser af beviser for, at individuelle landbrugspraksis påvirker afstrømning fra disse gårde, men mindre beviser i form af større skøn.

"Vi ved fra vores tidligere arbejde, at gødningstiming er vigtig, men vi vil være i stand til at se på tværs af hele Erie-bassinet og kende bedst-case og worst-case-scenarier, og denne modellering vil hjælpe med at løse det, " han sagde.

Margaret Kalcic, adjunkt i Ohio State's Food, Landbrugs- og biologisk ingeniørafdeling, sagde landmænd opfordres til at følge "Four Rs" for det rigtige tidspunkt, kilde, mængde og sted ved påføring af gødning.

"Men 'ret' er ikke klart defineret, og vores team arbejder på at levere vores partnere i Ohio, herunder landmænd, advokater og politikere, med bedre svar, "Sagde Kalcic.

Tilføjet Martin, "Der er mere subtilitet her end bare at se vejret og jordfugtigheden, og vi forsøger at finde de bedste løsninger, der understøtter landbrugsproduktion og miljøbeskyttelse."

Grå Evenson, en postdoktor ved Ohio State, vil præsentere indledende fund om sit arbejde med at identificere de bedste data til brug ved modellering, så det giver et mere præcist billede af, hvad der sker i marker og tilstødende vandveje.

"Vi ønsker ikke at undervurdere - eller overvurdere - værdien af ​​disse bedste forvaltningspraksis. F.eks. nogle metoder kan give større fordele, end vi giver dem æren for i modellen - f.eks. at forbedre jordens sundhed, hvilket fører til bedre vandophobning, "Sagde Evenson.

Tilføjet Kalcic, "Meget af dette arbejde handler om at indstille eksisterende modeller. Ved at forbedre kvaliteten af ​​informationerne, vi lægger i dem, har vi større tillid til de oplysninger, der kommer ud af dem." Hun sagde, at der er mange spørgsmål om de større miljøpåvirkninger af praksis som f.eks. Landbrug uden jordforarbejdning, som generelt betragtes som miljøvenlig.

"Vi ved, at ingen jordbearbejdning er god til at forhindre jorderosion, men der er stadig usikkerhed om dens virkninger på vandkvaliteten i regionen, "Sagde Kalcic.

Kandidatstuderende Anna Apostel diskuterede et tredje projekt, hvor hun manipulerer forskellige parametre i en model for at prøve at bestemme, hvor pålidelig - eller ej - modellen er. Det langsigtede mål er at bevæge sig mod mere robuste skøn over, hvordan praksis bidrager til vandkvaliteten.

Martin sagde, at justering af parametre, så størrelser af processer bedre matcher virkeligheden, og data fra observationer i feltet er en kritisk del af forbedringen af ​​modelydelsen.

"Vi ønsker at justere vores ligninger for bedre at repræsentere virkeligheden, "Sagde apostel.

Det overordnede mål med alt arbejdet, sagde forskerne, er at have modeller, der bedre stemmer overens med det, forskerne har observeret i feltforsøg, men som kan se på problemerne på en bred, regionalt niveau.

"Vi ved, at hvis du bygger en dårlig model, vil det ikke hjælpe nogen med at træffe beslutninger, "Sagde Kalcic.

"Vi vil virkelig opbygge tillid til virkelig nyttige modeller, der hjælper politikere, landmænd og andre. Det værste ville være, at folk stoler på modeller, der fortæller dem det helt forkerte budskab, " hun sagde.