Vattendrag med gräs som den som visas är bland de vattenkvalitetsskyddsanordningar som rekommenderas av Agriculture Conservation Planning Framework, ett geospatialt mjukvaruverktyg som används för att hitta exakta platser för sådana bevarandestrukturer. Utvecklad och allmänt använd i Mellanvästern för att minska näringsföroreningar och sedimentering, Penn State forskare säger att det kan användas i nordöstra delen av landet. Kredit:U.S. Department of Agriculture NRCS
Ett mjukvarupaket som ofta används i Mellanvästern för att strategiskt placera strandbuffertar och andra strukturer som syftar till att skydda vattenkvaliteten på jordbruksmark kan användas effektivt i östra USA, med vissa begränsningar, Penn State-forskare rapporterar i en ny studie.
Agriculture Conservation Planning Framework (ACPF) tillämpar högupplösta jordkartor och topografiska data, nu tillgänglig för många områden i USA, att visa platser för placering av bevarandeanordningar som ger de största fördelarna i jordbrukets vattendelar. Det geospatiala verktyget utvecklades i Iowa och har även använts framgångsrikt i Nebraska, Wisconsin och Ohio.
Dock, de flesta av vattenkvalitetsskyddsanordningarna kan användas i Chesapeake Bays dränering och i andra nordöstra vattendelar, enligt studiens huvudförfattare Jonathan Duncan, biträdande professor i hydrologi, Högskolan för lantbruksvetenskap. Kallar ramverket "bevarande med hög precision, " han föreslog att dess tillämpning på vattendelar i östra USA representerar både möjlighet och utmaning för bevarandeplanering.
"I Chesapeake Bays vattendelare, vi har sett att bästa förvaltningspraxis inte alltid fungerar, och en anledning kan vara att de går in i fel delar av landskapet, ", sa Duncan. "Detta ACPF-verktyg hjälper till att lösa det här problemet, och det kan identifiera potentiella platser för placering av rätt praxis på rätt plats för att förbättra Chesapeake Bays vattenkvalitet."
Denna grafik från studien kontrasterar vattendelare-planeringskartor från traditionella, expertbaserad bedömning (vänster) och Agricultural Conservation Planning Framework (ACPF) bedömning av rad-gröda-i-fält-metoder för vatten- och sedimentkontrollbassänger och gräsbevuxna vattenvägar för en liten vattendelare inom Susquehanna River Basin. Kredit:Penn State
Dock, betonade han, ACPF måste justeras för hur Pennsylvanias landskap skiljer sig från Mellanvästern.
Planeringsramen för bevarande av jordbruket används som ett verktyg i förvaltning av jordbruksvattendelar genom att identifiera platsspecifika möjligheter att installera bevarandemetoder över små vattendelar. Tillvägagångssättet ger en meny med bevarandealternativ som strandbuffertar, gräs vattenvägar, filterremsor, våtmarker och uppdämningar på gårdar.
Ramverket används i samband med lokal kunskap om vatten- och markresurser, landskapsegenskaper, och producentskyddspreferenser för att ge en bättre förståelse för de alternativ som finns för att utveckla planer för bevarande av vattendelar, Duncan påpekade. ACPF-konceptet fokuserar på markvård som grunden för förvaltning av jordbruksvattendelar.
För att avgöra om ACPF skulle fungera i nordost, forskarna analyserade tillämpningen av verktyget i åtta vattendelar i östra USA, från Vermont till North Carolina. De utvärderade ACPF:s styrkor och svagheter och analyserade möjligheter och hot som följde av att använda verktyget i öst.
Forskaren Zach Respess undersöker en strandzon och en bäck i centrala Pennsylvania. Kredit:Jonathan Duncan/Penn State
I resultat publicerade idag (14 september) i Jordbruks- &Miljöbrev , forskarna rapporterade att det finns många potentiella platser där ACPF kan användas i öst, men dess tillämplighet är inte universell. Att förstå dess begränsningar är nödvändigt för att undvika risken för olämplig tillämpning och säkerställa lämplig anpassning, de varnade.
Bland potentiella begränsningar för framgångsrik tillämpning av ACPF utanför dess ursprungliga sammanhang är att vissa av dess bevarandemetoder är opraktiska i östliga jordbruksmiljöer. Till exempel, forskarna noterade, Östra fältstorlekar är så små att vatten- och sedimentkontrollbassänger och våtmarker som tar bort näringsämnen ofta är för påträngande för att rekommenderas.
"Vi ser en framtid för ACPF i nordost, och i synnerhet i Chesapeake Bays vattendelare, ", sade Duncan. "Men adoptionen och användbarheten av verktyget kräver interaktion med forskare och bevarandeplanerare som är bekanta med regionen för att undvika felaktig tillämpning. Uppriktig kommunikation med intressenter och lokala partners kommer att hjälpa till att ställa realistiska förväntningar på verktyget."
ACPF-ramverket identifierar platser där specifika landskapsattribut är gynnsamma för att implementera vissa bevarandemetoder och inkluderar metoder för att hjälpa till att prioritera dessa platser efter deras känslighet för avrinning och erosion, Duncan förklarade. Han tillade att en stor del av jordbrukets föroreningsproblem i nordost kommer från en mycket liten del av landskapet.
"Om ACPF kan identifiera de bästa platserna för att installera bevarandestrukturer, det är bättre än vad vi har gjort hittills, " sa han. "Det är inte som nissedamm - du kan inte bara strö bästa förvaltningspraxis över landskapet och få dem att fungera bra. Vi vet att de måste placeras på rätt platser. Men samtidigt, vi känner inte till varje plats i varje vattendelare – så det är där det här verktyget kan vara till stor hjälp."
