Store fordele ved eksperimentelle vandskel

Videnskabelig indsigt fra Agricultural Research Service's langsigtede undersøgelsessteder understøtter snesevis af modeller og forskningsmetoder, der vejleder global jordforvaltning og bevaringspraksis.

I midten af ​​1930'erne, i kølvandet på ødelæggende storme fra Dust Bowl-æraen, US Department of Agriculture (USDA) etablerede en række eksperimentelle vandskel for bedre at forstå, hvordan erosion, afstrømning, og vandkvaliteten varierer som reaktion på forskellige landbrugsmetoder. I 1950'erne, USDA udvidede dette program for at oprette Agricultural Research Service (ARS) Experimental Watershed Network.

Mere end et halvt århundredes højopløselige observationer fra dette netværk har ført til hidtil uset forståelse af vandskelprocesser. Som Goodrich et al. fremhæve, langsigtet viden opnået fra ARS-netværket understøtter nu snesevis af modeller og forskningsmetoder, der vejleder for milliarder af dollars i bevaringsforanstaltninger og infrastrukturinvesteringer.

Netværkets mål fokuserede oprindeligt på at kvantificere effekter af jordbevarelsespraksis og indsamling af data til at vejlede udformningen af ​​vandbevarende strukturer. I 1970'erne, efter vedtagelse af rentvandsloven, dette omfang udvidet til at omfatte vandkvalitetsproblemer. Efterhånden som klimaforandringer blev vigtigere, nogle netværkssteder begyndte også at overvåge vand-energi-kulstofstrømme og indsamle langsigtede, højfrekvente hydrometeorologiske målinger.

Dataene indsamlet inden for ARS Experimental Watershed Network er bemærkelsesværdige for den lange periode, de dækker, og deres imponerende rækkevidde. Mere end 10, 000 peer-reviewed publikationer er baseret på data indsamlet i de hundredvis af vandskel, der på forskellige tidspunkter har været inkluderet i dette netværk.

Forfatterne giver adskillige eksempler på, hvordan videnskabelig indsigt hentet fra dette netværk har givet samfundsmæssige fordele, såsom i kalibrering og validering af fjernregistrerede data for at forbedre overvågning af jordfugtighed, som har forbedret tørkeanalyse og oversvømmelsesprognoser og hjulpet med udviklingen af ​​et satellit-evapotranspirationskortlægningsværktøjssæt. Dette værktøjssæt giver rettidig information om brug af afgrødevand i skalaer lige fra individuelle marker til hele kontinenter, og det informerer U.S. Drought Monitor-rapporter og international afgrødeovervågning.

Yderligere applikationer baseret på data fra netværket har guidet designs til oversvømmelsesreduktion, bankstabilisering, og vandbesparelsesprojekter. Atter andre, såsom en vanderosionsmodel, har sparet amerikanske skatteydere milliarder af dollars, fortæller forfatterne.

Af de mere end 600 vandskel ARS har formået, 120 forbliver i dag som aktive forskningssteder. Omkring 10 af ARS-eksperimentelle vandskellaboratorier udgør kernen i USDA's nyligt etablerede Long-Term Agrocosystem Research-netværk, som forfatterne siger vil bidrage til at sikre kontinuiteten i en af ​​de vigtigste datakilder, der informerer udviklingen og valideringen af ​​vandskelmodeller og arealforvaltningsmetoder.

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra Eos, vært for American Geophysical Union. Læs den originale historie her.