Kunstvandet landbrug i Wisconsins centrale sand afkøler regionens klima

Ny forskning viser, at kunstvandede gårde i Wisconsins grøntsagsdyrkende Central Sands-region afkøler det lokale klima betydeligt sammenlignet med nærliggende regnfodrede gårde eller skove.

Vanding faldt maksimale temperaturer med en til tre grader Fahrenheit i gennemsnit, mens minimumstemperaturerne steg op til fire grader sammenlignet med ikke-vandede gårde eller skove. I alt, kunstvandede gårde oplevede et tre- til syv grader mindre interval i daglige temperaturer sammenlignet med andre arealanvendelser. Disse virkninger varede ved hele året.

Resultaterne viser, at omlægning af jord til kunstvandet landbrug kan have en betydelig effekt på det regionale klima, hvilket igen kan påvirke plantevæksten, skadedyrspres og menneskers sundhed på måder, der kunne overses, medmindre der tages højde for arealanvendelse i prognoser og planlægning.

En sådan køleeffekt afbøder – og slører – en global opvarmningstendens fremkaldt af akkumulering af drivhusgasser i atmosfæren. kunstvandet landbrug, som alt landbrug, producerer også drivhusgasser.

Arbejdet blev ledet af Mallika Nocco, som for nylig afsluttede sin doktorgrad i Nelson Institute for Environmental Studies ved University of Wisconsin-Madison. Nocco arbejdede sammen med Christopher Kucharik fra Nelson Institute og UW-Madison agronomy afdeling og Robert Smail fra Wisconsin Department of Natural Resources.

Holdet offentliggjorde deres resultater 2. juli i tidsskriftet Global forandringsbiologi "Vi opdager, at vejrudsigter kan være forkerte, hvis de ikke tager højde for disse arealanvendelser, " siger Nocco, nu postdoc-forsker ved University of Minnesota. "Det vil påvirke både landmænd og planter."

Vanding, og landbrug generelt, køler luften på grund af fordampning af vand gennem afgrødeblade, meget ligesom, hvordan sved fordamper køler folk. Denne fordampning øger også luftens vandindhold. Forskerne ønskede at afgøre, om det naturligt fugtige klima i Wisconsin ville reagere lige så stærkt på kunstvanding som tørrere områder, såsom Californien, gør.

At finde ud af, Nocco arbejdede sammen med private grundejere for at installere 28 temperatur- og fugtighedssensorer i en linje, der krydsede det centrale sand. Det 37-mil lange transekt strakte sig fra fyrreplantager i vest, over kunstvandede gårde mod skove i øst. Forskerne indsamlede data på tværs af 32 måneder fra begyndelsen af ​​2014 til sommeren 2016.

Hver af de 28 sensorer blev matchet til nærliggende vandingsniveauer gennem en regional brøndtilbagetrækningsdatabase administreret af Smail fra Department of Natural Resources.

Noccos team fandt ud af, at kunstvanding sænkede den maksimale daglige temperatur omkring tre og halve grader sammenlignet med nærliggende regnfodrede gårde. Tilstødende skove var lidt varmere end enten regnfodrede eller kunstvandede gårde.

Lidt overraskende, de lavere maksimumtemperaturer på kunstvandede gårde blev ledsaget af højere minimumstemperaturer. Mættet jord kan holde mere varme end tør jord. Når den varme frigives om natten, det holder minimumstemperaturerne om natten noget højere. Våd jord kan også være mørkere, hjælper dem med at absorbere mere sollys i løbet af dagen.

Forskerne fandt ud af, at hvis al jord i undersøgelsesområdet blev omdannet til kunstvandet landbrug, det daglige temperaturinterval ville skrumpe næsten fem grader Fahrenheit i gennemsnit, og op til otte grader i den høje ende. Denne mindre forskel mellem daglige maksimum- og minimumstemperaturer kan i væsentlig grad påvirke plantevækst eller skadedyrs livscyklus, som begge er følsomme over for daglige temperaturer.

"Hvis du justerer temperaturområdet, du ændrer, hvem eller hvad der kan bo i et område, " siger Nocco.

Temperaturforskellene mellem kunstvandede marker og regnfodrede marker eller skove var udtalte i vækstsæsonen, når marker blev vandet, men forlænget hele året. Åbne snefelter reflekterer mere vintersollys end skove gør, holde luften over køligere, men det er ikke helt klart, hvad der driver vintertemperaturforskellene mellem kunstvandede og ikke-vandede gårde.

Mens den kølende effekt af kunstvanding afbøder globale klimaændringer på regional skala, Klimamodeller tyder på, at regional opvarmning, der tilskrives den globale tendens, i sidste ende vil overvinde omfanget af afbødning, der tilbydes af kunstvandet landbrug. landmænd, som er delvist bufferet for nu fra mere ekstrem varme, ville hurtigt møde stigende stress i det scenarie.

"Landmænd i kunstvandede områder kan opleve mere bratte temperaturstigninger, der vil få dem til at skulle tilpasse sig hurtigere end andre grupper, der allerede klare et opvarmende klima, " says Kucharik. "It's that timeframe in which people have time to adapt that concerns me."

The current study is the first to definitively link irrigation in the Midwest U.S. to an altered regional climate. These results could improve weather and climate forecasts, help farmers plan better, og, the researchers hope, better prepare agricultural areas to deal with a warming climate when the irrigation effect is washed out.

"Irrigation is a land use with effects on climate in the Midwest, and we need to account for this in our climate models, " says Nocco.