Орошаемое земледелие в Центральных песках Висконсина охлаждает климат региона

Новое исследование показывает, что орошаемые фермы в овощеводческом регионе Центральные пески в Висконсине значительно охлаждают местный климат по сравнению с близлежащими богарными (неорошаемыми) фермами или лесами.

Орошение снижало максимальные температуры в среднем на 1–3 градуса по Фаренгейту и повышало минимальные температуры до 4 градусов по сравнению с неорошаемыми угодьями или лесами. В целом, на орошаемых фермах диапазон суточных температур был на 3–7 градусов меньше, чем на других типах землепользования. Эти эффекты сохранялись в течение всего года.

Результаты показывают, что преобразование земель под орошаемое земледелие может оказывать значительное влияние на региональный климат, что, в свою очередь, может влиять на рост растений, давление вредителей и здоровье человека. Эти факторы могут остаться незамеченными, если прогнозы и планирование не учитывают типы землепользования.

Такой охлаждающий эффект смягчает — и маскирует — тренд глобального потепления, вызванный накоплением парниковых газов в атмосфере. При этом само орошаемое земледелие, как и всё сельское хозяйство, также генерирует парниковые газы.

Исследование было проведено под руководством Маллики Нокко, недавно получившей докторскую степень в Институте экологических исследований Нельсона Университета Висконсин-Мэдисон. В работе участвовали Кристофер Кухарик из того же института и факультета агрономии, а также Роберт Смейл из Департамента природных ресурсов Висконсина. Результаты опубликованы 2 июля в журнале Global Change Biology.

«Мы обнаруживаем, что прогнозы погоды могут быть ошибочными, если не учитывают эти типы землепользования, — говорит Нокко, ныне постдокторант Университета Миннесоты. — Это повлияет как на фермеров, так и на растения».

Орошение, как и сельское хозяйство в целом, охлаждает воздух за счёт испарения воды через листья растений, подобно тому, как испаряющийся пот охлаждает человека. Это испарение также увеличивает влажность воздуха. Учёные хотели выяснить, будет ли естественно влажный климат Висконсина реагировать на орошение так же сильно, как более засушливые регионы, например, Калифорния.

Для этого Нокко с коллегами установили 28 датчиков температуры и влажности вдоль линии, пересекающей Центральные пески. Трансекта длиной 37 миль протянулась от сосновых плантаций на западе через орошаемые фермы к лесам на востоке. Данные собирались в течение 32 месяцев с начала 2014 года до лета 2016 года. Показания каждого датчика были сопоставлены с уровнем орошения на nearby участках с помощью региональной базы данных по забору воды из скважин.

Исследователи обнаружили, что если бы все земли в районе исследования были преобразованы под орошаемое земледелие, суточный диапазон температур сократился бы в среднем почти на 5 градусов по Фаренгейту, а в максимальном выражении — до 8 градусов. Такое уменьшение разницы между дневным максимумом и ночным минимумом может существенно повлиять на рост растений или жизненные циклы насекомых-вредителей.

«Если вы меняете диапазон температур, вы меняете то, кто или что может жить в этой области», — отмечает Нокко.

Хотя охлаждающий эффект орошения смягчает глобальное изменение климата в региональном масштабе, климатические модели показывают, что региональное потепление, вызванное глобальным трендом, со временем преодолеет это смягчение. Фермеры, которые сейчас частично защищены от экстремальной жары, в таком сценарии могут столкнуться с быстро нарастающим стрессом.

«Фермеры в орошаемых регионах могут столкнуться с более резким повышением температур, что заставит их адаптироваться быстрее, чем другие группы, которые уже справляются с потеплением климата», — говорит Кухарик.

Данное исследование — первое, которое однозначно связывает орошение на Среднем Западе США с изменением регионального климата. Эти результаты могут улучшить погодные и климатические прогнозы, помочь фермерам лучше планировать деятельность и, как надеются исследователи, лучше подготовить сельскохозяйственные регионы к потеплению климата, когда эффект от орошения будет нивелирован.