Математики помогают калифорнийским производителям ягод, страдающим от засухи, решить проблемы с водой

Исследователи из Американского института математики (AIM) применили методы математического моделирования для оптимизации водопользования в засушливом регионе выращивания ягод в Калифорнии. Работая совместно с фермерами в долине Пахаро, которая производит около 80% клубники в США, математики разработали модель, помогающую принимать решения о севообороте и орошении с целью минимизации нагрузки на истощённый водоносный горизонт.

Проблема нехватки воды в Калифорнии обострилась после рекордной засухи 2013 года, объявленной губернатором, и последующих лет с низким снежным покровом, который является ключевым источником воды. Поскольку на сельское хозяйство в долине приходится около 85% водопотребления, необходимы были инновационные подходы для сохранения отрасли. Учёные подошли к задаче как к проблеме «многоцелевой оптимизации», стремясь найти баланс между максимизацией прибыли фермеров, минимизацией водопотребления и удовлетворением рыночного спроса.

«Часть причины, по которой мы любим приезжать сюда, — это заручиться помощью фермеров, чтобы убедиться, что используемые нами модели разумны... и представляют реальность, в которой они живут», — говорит математик Ли Дженкинс из Университета Клемсона. Модель, учитывающая свойства почвы, данные об осадках и топографию, уже привела к практическим изменениям: анализ показал, что малина является более эффективной культурой с точки зрения расхода воды на единицу продукции, что повлияло на структуру посадок. Этот математический подход может быть адаптирован для решения аналогичных проблем в других сельскохозяйственных регионах мира.