Те результаты – часть недавно опубликованного исследования Дэвидом Стюартом, преподавателем гражданского строительства, и коллегами в Университете штата Канзас. Исследование занимается расследованиями, будущая доступность грунтовой воды в Водоносном слое Высоких равнин – также назвала Водоносный слой Огаллалы – и как сокращение использования затронет коров и зерновые культуры. Водоносный слой поставляет 30 процентов национальной орошаемой грунтовой воды и служит наиболее с точки зрения сельского хозяйства важной ирригацией в Канзасе.
«Выявляя нестабильные запасы грунтовой воды для сельскохозяйственного производства в Водоносном слое Высоких равнин Канзаса, прогнозы к 2 110» появляются в научном журнале Proceedings Национальной академии наук или PNAS. Исследование заняло четыре года, чтобы закончить и финансировалось Национальным научным фондом, американским Министерством сельского хозяйства и Сельским Институтом Транспортировки Университета штата Канзас.«Я думаю, что обычно подразумевается, что уровни грунтовой воды понижаются и которые в какой-то момент в будущих темпах перекачки грунтовой воды оказываются перед необходимостью уменьшаться», сказал Стюарт. «Однако есть много вопросов о том, сколько времени вода сохранится, сколько времени водоносный слой возьмет, чтобы снова наполнить и что может сделать общество».Стюард провел исследование с Майклом Апли Университета штата Канзас, преподавателем клинических наук и экспертом в производстве коров; Стивен Уэлч, преподаватель агрономии, который помог с методом статистики, названным, улучшив; Скотт Стэггенборг, адъюнкт-профессор в агрономии, который изучает методы сельскохозяйственного производства; Пол Брасс, выпускник степени магистра 2011 года в гражданском строительстве; и Ксиэойинг Янг, бывший помощник постдиссертации, который является теперь в Фуданьском университете в Китае.
Используя измерения уровней грунтовой воды в прошлый и настоящий день в тех регионах, Стюарт и коллеги разработали статистическую модель, которая спроектировала снижения грунтовой воды в западном Канзасе в течение следующих 100 лет и эффекта, который он будет иметь коровам и зерновым культурам.Согласно их модели, исследователи оценили, что 3 процента воды водоносного слоя использовались к 1960.
К 2010 30 процентов воды водоносного слоя были выявлены. Дополнительные 39 процентов сдержанности водоносного слоя, как предполагается, будут использоваться к 2060 – приводящий к потере 69 процентов грунтовой воды водоносного слоя, данной текущее использование. После того, как исчерпанный, водоносный слой мог занять в среднем 500-1 300 лет, чтобы полностью снова наполнить данный ток, перезаряжают ставки, сказал Стюарт.Хотя Водоносный слой Высоких равнин продолжит уменьшаться, исследователи ожидают еще большие полезные действия в водном использовании в течение следующих 15-20 лет.
«Общество было действительно умно об использовании воды более эффективно, и это показывает», сказал Стюарт. «Водные полезные действия использования увеличились приблизительно на 2 процента в год в Канзасе, что означает, что каждый год мы выращиваем приблизительно на 2 процента больше урожая для каждой единицы воды. Это происходит из-за увеличенной ирригационной технологии, генетики урожая и стратегий управления водными ресурсами».В результате исследователи ожидают, что, в то время как пиковое водное использование произойдет приблизительно в 2025, западный Канзас будет видеть увеличенное зерно и производство коров до 2040 года.
То, что происходит мимо того периода времени, зависит от того, какие решения приняты относительно сокращения использования воды водоносного слоя в ближайшем будущем, сказал Стюарт.Команда провела несколько гипотетических сценариев, которые уменьшили текущий темп перекачки на 20 процентов, 40 процентов, 60 процентов и 80 процентов. Стюарт сказал, что исследователи пошли целых 80 процентов, потому что это тесно выровненное с натуральной грунтовой водой водоносного слоя перезаряжает уровень приблизительно 15 процентов текущей перекачки.«Главная идея состоит в том, что, если мы в состоянии спасти воду сегодня, она приведет к существенному увеличению числа лет, что мы оросим сельское хозяйство в Канзасе», сказал Стюарт. «Мы будем в состоянии получить больше урожая в будущем и больше полного производства урожая от каждой единицы воды, потому что те полезные действия, как предполагается, увеличатся в будущем».
Стюарт сказал, что надеялся, что исследование помогает поддержать текущий диалог о воздействии решений, как вода может помочь построить упругость для сельского хозяйства в будущем.«Мы действительно написали работу для семейного фермера, который хочет передать его землю его внукам, знающим, что у них будут те же самые возможности, которые фермеры делают сегодня», сказал Стюарт. «Как общество, у нас есть возможность принять некоторые важные решения, у которых будут последствия для будущих поколений, которые могут или не могут быть ограничены теми решениями».