Dækafgrøder kan øge vintertemperaturerne i Nordamerika

Dækafgrøder dyrket på marker om vinteren kan være opvarmende temperaturer i det nordlige USA og det sydlige Canada, ifølge en ny undersøgelse foretaget af forskere ved National Center for Atmospheric Research. Afgrøderne, en jordforvaltningsstrategi, som landmænd bruger mellem vækstsæsonerne, skabe en mørkere overflade end en snedækket mark, absorberer mere varme fra solen og giver en lokal opvarmningseffekt.

Dækafgrøder har flere økologiske fordele, såsom at reducere erosion og øge jordens produktivitet, men indtil nu har forskere ikke set på, hvordan dækafgrøder kan påvirke vintertemperaturerne.

"De fleste mennesker ser på dækafgrøder for de lokale fordele, men det faktum, at de kan øge vintertemperaturen, betyder, at de kan bidrage til regionale klimaændringer, " sagde Danica Lombardozzi, planteøkolog ved NCAR og hovedforfatter på papiret.

Vegetation, der stikker ud over sneen, vil reducere reflektionsevnen, eller albedo, af overfladen. I stedet for at den lyse sne reflekterer solvarmen tilbage i rummet, afgrøde stængler og blade absorberer varmen og opvarmer atmosfæren omkring dem.

Den nye undersøgelse, offentliggjort i tidsskriftet Geofysisk forskningsbrev s, tyder på, at høj, bladrige dækafgrøder kan varme overfladen i vækstområdet med op til 3 grader Celsius (næsten 5,5 grader Fahrenheit).

"Mørke dækafgrøder absorberer solens varme og opvarmer derefter atmosfæren. Selv afgrøder, der delvist er dækket af sne, kan reducere reflektionsevnen nok til at påvirke vintertemperaturen, "sagde Lombardozzi.

Denne forskning tyder også på, at vinterens opvarmning er særlig udtalt i områder, hvor vintersnepakningen varierer, som det amerikanske midtvest. Klimaændringer forventes allerede at varme nordamerikanske vintre i de kommende årtier, og resultaterne af denne undersøgelse tyder på, at dækafgrøder kunne forstærke disse effekter.

Finansiering til undersøgelsen kom fra det amerikanske energiministerium og det amerikanske landbrugsministeriums National Institute of Food and Agriculture. Forskerholdet omfattede forskere fra University of New Hampshire og Cornell University.

Blade over sne

Forskere brugte avancerede simuleringer af den NCAR-baserede Community Earth System Model (CESM) til at forstå samspillet mellem dækafgrøder, landoverfladen, og atmosfæren.

"Vi ønskede at se på egenskaberne ved dækafgrøder:er de høje eller korte, har de masser af blade eller få blade? "sagde Gordon Bonan, en NCAR senior videnskabsmand og medforfatter af undersøgelsen.

For at repræsentere denne række af afgrøder, forskerne kørte en række simuleringer. Den første simulering havde høje planter, 50 centimeter (20 tommer) i højden, med få blade. Den anden afgrødetype var også høj, men meget bladrig, og den tredje var kort, 10 centimeter (4 tommer) i højden, og også grønne. For hvert af de tre afgrødescenarier, procentdelen af ​​afgrøden, der sandsynligvis ville falde helt om under vægten af ​​snefaldet, blev sat til 20 procent.

Simuleringerne afslørede, at gennem vintermånederne (december til februar), høje og grønne dækafgrøder øger temperaturen lige over jordens overflade med 3 grader C (næsten 5,5 grader F) i voksende regioner i det centrale og nordlige USA og det sydlige Canada.

Undersøgelsen afslørede også opvarmningsmønstre for de kortere og mindre bladrige dækafgrøder. Imidlertid, ændringen er ikke så væsentlig som for den høje, bladrige afgrøder, og virkningerne forekommer på tværs af en mindre region i det midtvestlige USA og det vestlige Canada.

"Generelt, højden har en tendens til at betyde mere end bladheden, men sammen har de en stærk indflydelse, " sagde Lombardozzi. "Undersøgelsens resultater tyder på, at landmænd kunne høste det fulde udbytte af vinterdækafgrøder og reducere påvirkningen af ​​klimaet ved at plante kortere og mindre bladrige afgrøder."

Mere forskning er nødvendig for at forstå omkostningerne og fordelene ved vinterdækafgrøder i Nordamerika, sagde forskerne. Det næste skridt ville være at se på de samlede effekter af disse afgrøder og modellere en mere realistisk repræsentation af, hvordan dækafgrøder anvendes som en arealforvaltningspraksis.

"Det er vigtigt at forstå, hvordan vores jordforvaltningspraksis kan påvirke klimaet, " sagde Lombardozzi. "Hvis vi vil have alle de fordele, som dækafgrøder kan give, som kulstoflagring og erosionskontrol, Vi har også brug for information om dækafgrøder, der kan minimere den regionale opvarmning."