Riparian buffertdesigner som studerades inkluderade bredder på 35 till 100 fot, en del helt gräs, några alla träd, och några - som den som visas - både träd och gräs. På vissa, effekterna av att skörda gräs varje år och träd vart tredje år modellerades. Kredit:Rob Brooks/Penn State
Att tillåta bönder att skörda vegetation från sina strandbuffertar kommer inte att avsevärt försvåra förmågan hos dessa strömmande områden att skydda vattenkvaliteten genom att fånga upp näringsämnen och sediment – och det kommer att öka böndernas vilja att etablera buffertar.
Det är slutsatsen av forskare från Penn State College of Agricultural Sciences, som jämförde effekterna av sex scenarier för design av strandbuffert under två, fyraåriga växtföljder i två små centrala och sydöstra Pennsylvania vattendelare. Två av buffertscenarierna inkluderade skörd av växelgräs och träskvid.
Tillåter bönder att skörda vegetation från sina strandbuffertar och sälja den för biobränslen – inte tillåtet enligt nuvarande program för förbättring av naturreservatet, eller CREP, federala bestämmelser – skulle gå långt för att övertyga bönder att etablera strandbuffertar, hävdar forskare. Och böndernas inköp behövs hårt i Pennsylvania, där hundratals miles av nya buffertar behövs längs strömmar som mynnar ut i Chesapeake Bay för att hjälpa staten att uppfylla vattenkvalitetsnormer.
"Detta är den första långtidsstudien i Chesapeake Bays vattendelare för att modellera hur skörd av vegetation påverkar strandbuffertprestanda över hela längden av ett buffertkontrakt, " sa forskaren Heather Preisendanz, docent i jordbruks- och biologisk teknik. "Att tillåta skörd av buffertvegetationen - antingen träd eller gräs - påverkade vattenkvaliteten minimalt, med endast små årliga genomsnittliga minskningar av avskiljningen av kväve, fosfor och sediment."
Dessutom, hon noterade, under de högsta belastningsförhållandena – kraftigt avrinning efter stormar – avlägsnade buffertar med lägre avverkningseffektivitet mer total massa av föroreningar än buffertar med hög reningseffektivitet, om de låg mellan bäckar och åkrar med radgrödor som majs och sojabönor. Placeringen av bufferten var viktigast.
Forskarna, som modellerade avrinning och resulterande föroreningar från jordbruksfält som når bäckarna, studerade riparian buffertprestanda på Spring Creek i Center County och Conewago Creek i Lancaster County. Buffertdesignscenarier som studerades inkluderade 35 fot brett gräs; 50 fot brett gräs; 50 fot breda lövträd; 100 fot brett gräs och träd; 100 fot brett gräs och träd, med träd som skördas vart tredje år; och 100 fot brett gräs och träd, med gräs som skördas varje år.
Detta är den första långtidsstudien i Chesapeake Bays vattendelare för att modellera hur skörd av vegetation påverkar strandbuffertprestanda. Att tillåta bönder att skörda vegetation från sina strandbuffertar och sälja den för biobränslen skulle räcka långt för att övertyga bönder att etablera strandbuffertar, forskare hävdar Kredit:USDA Natural Resource Conservation Service
Forskargruppen utvecklade dessa scenarier efter att ha övervägt feedback från fokusgruppsmöten med bönder i de två vattendelaren. Jordbrukare angav att de ville kunna installera buffertar anpassade till deras fastigheter med utsikten att generera begränsade intäkter.
I Spring Creek vattendelare - som har studerats noggrant av Penn State jordbruksforskare i decennier - simulerades 16 år av dagliga belastningar av näringsämnen och sediment från tre växtföljder och två jordar i ett jord- och vattenbedömningsverktyg. Dessa data användes som en indata till en förvaltningsmodell för strandekosystem som användes nationellt för att bättre förstå hur en bufferts effektivitet förändras som en funktion av inmatningsbelastning, buffertdesign och bufferthantering.
Simuleringsresultaten, nyligen publicerad i Journal of Environmental Quality , föreslår att för buffertar med samma bredd, den odlareföredrade gräsvegetationen överträffade policyföredragen vegetation av träd för sediment, avlägsnande av kväve och fosfor.
Resultaten av forskningen har viktiga konsekvenser för att informera om flexibel buffertdesignpolitik och förbättrad placering av buffertar i vattendelar som försämras av näringsämnen och sediment, Preisendanz förklarade. Hon påpekade, dock, att mer forskning kan behövas för att undersöka avvägningar mellan vattenkvalitetseffekter och andra ekosystemtjänster, såsom stabilisering av streambanker, livsmiljö och bäckskuggning.
"Om det införlivas i policyn, dessa fynd skulle kunna ta bort ett hinder för jordbrukarnas antagande av strandbuffertar, ", sa hon. "Baserat på våra samtal med bönder i fokusgrupper, vi tror att detta tillvägagångssätt – att regeringen är mer flexibel med buffertdesigner och tillåter skörd – skulle gå långt mot att bönder skulle gå med på att skapa fler strandbuffertar."
State Department of Conservation and Natural Resources främjar för närvarande "multifunktionella" buffertar, Preisendanz tillade. "Vår förhoppning är att detta arbete kommer att hjälpa till att informera om avvägningar av flexibla buffertdesigner och hanteringsalternativ i detta nya program."
