Investigadores de la Universidad de California en San Diego informan en un nuevo estudio sobre una forma de mejorar el monitoreo del agua subterránea mediante el uso de una tecnología de detección remota conocida como InSAR, junto con datos climáticos y de cobertura terrestre, para cerrar brechas en la comprensión deagua subterránea en el Valle de San Joaquín de California.
Su trabajo podría ser revolucionario para la gestión del uso del agua subterránea en las regiones agrícolas de todo el mundo, ya que el monitoreo y la gestión del agua subterránea han sido notoriamente difíciles de realizar debido a la falta de datos confiables.
El InSAR radar interferométrico de apertura sintética basado en satélites se utiliza para hacer mapas de alta resolución del movimiento de la superficie terrestre en el espacio y el tiempo, incluida la medición del hundimiento o hundimiento. El hundimiento puede ocurrir cuando se extraen grandes cantidades de agua subterránea dealmacenes subterráneos, llamados acuíferos.
El estudio, publicado en la revista Environmental Research Letters, aprovechó la resolución a escala increíblemente fina de InSAR para evaluar los patrones de hundimiento según el tipo de cultivo, revelando resultados sorprendentes. Por ejemplo, a pesar de los informes de alto consumo de agua por parte de frutas y nuecesEn California, los tipos de cultivos con las mayores tasas de hundimiento y, por asociación, las mayores tasas de uso de agua subterránea, fueron los cultivos de campo como el maíz y la soja, seguidos por los cultivos de pasto como la alfalfa, los cultivos de camiones como los tomates y, por último, las frutas ycultivos de nueces como almendras y uvas.
"Nuestra hipótesis inicial era que los cultivos de frutas y nueces se asociarían con algunas de las tasas más altas de hundimiento, pero encontramos lo contrario", dijo el autor principal del estudio, Morgan Levy, profesor asistente con una cita conjunta con UC San DiegoInstitución Scripps de Oceanografía y Escuela de Política y Estrategia Global.
Debido a que el desplazamiento es una respuesta al cambio de almacenamiento de agua subterránea en ubicaciones con diferentes geología, suelos y vegetación, la interpretación de InSAR varía entre ubicaciones, a diferencia de las mediciones satelitales del clima que tienen la misma interpretación en cualquier ubicación. Por lo tanto, InSAR debe combinarse conotras fuentes de datos geofísicos para lograr un conocimiento específico de la ubicación sobre el uso del agua subterránea.
Al combinar InSAR con otros conjuntos de datos de superficie terrestre, incluida la cobertura terrestre, la evapotranspiración potencial una medida de la demanda de agua de la planta y la ubicación de las redes de suministro de agua superficial, los investigadores de UC San Diego encontraron que entre 2015 y 2017, el hundimiento se produjo a niveles mucho más altostasas en tierras cultivadas de regadío en comparación con tierras no desarrolladas, y en años de superficie seca con limitación de agua en comparación con años húmedos.
Durante el período de estudio, hubo una mediana de 272 milímetros o 16 pulgadas de subsidencia acumulada total para cultivos de campo como maíz y soja, y una tasa de subsidencia de año de agua seca de 131 milímetros 5 pulgadas por año.cultivos de frutas y nueces, como almendras y uvas hubo una mediana de 62 milímetros 2,5 pulgadas de hundimiento total durante el período de estudio, y una tasa de hundimiento de año seco de agua de 31 milímetros 1 pulgada por año.
"El resultado podría explicarse por dos cosas. Primero, en promedio, las frutas y nueces requieren menos agua fisiológicamente, en comparación con los cultivos de campo y pastos. En segundo lugar, los cultivos de campo y pastos tienden a utilizar métodos de riego que son menos eficientes y de mayor volumenque los utilizados por los cultivos de frutas y nueces ", dijo Levy." Sin embargo, las frutas y nueces aún pueden consumir mayores volúmenes totales de agua porque ocupan más área de tierra, incluso si su intensidad de uso de agua subterránea es menor ".
Los métodos y hallazgos de esta investigación podrían usarse para apoyar el esfuerzo continuo del estado para prevenir la sobreexplotación de los acuíferos subterráneos. El agua subterránea es un recurso crítico tanto a nivel nacional como mundial: en los EE. UU., El agua subterránea es una fuente de agua potable para aproximadamente la mitad de lospoblación, y constituye la mayor fuente de agua de riego para la agricultura. El riego representa aproximadamente el 70 por ciento del total de extracciones de agua subterránea de los Estados Unidos, y California tiene las tasas más altas de bombeo de agua subterránea en la nación.
"Nuestros hallazgos indican que en el Valle Central, los costos y beneficios de las transiciones desde los cultivos extensivos hacia los cultivos de frutas y nueces en los últimos años son más complejos de lo que normalmente se supone", agregó Levy. "Nuestros resultados sugieren la posibilidad de que las transicionesal cultivo de frutas y nueces podría ser deseable, al menos desde una perspectiva de sostenibilidad de las aguas subterráneas, aunque se necesita más investigación para confirmarlo ".
Potencial global para promover el monitoreo y la gestión de las aguas subterráneas
California es un ejemplo de clima semiárido y dependiente del riego para la agricultura. Esfuerzos coordinados del equipo de científicos climáticos y geofísicos de UC San Diego para vincular la subsidencia, el uso de aguas subterráneas y superficiales, y los datos de producción de cultivos en un tiempo yLas escalas espaciales tienen un enorme potencial para avanzar en el control y la gestión de las aguas subterráneas en regiones agrícolas de otras partes del mundo, dijeron los autores.
En el Valle de San Joaquín, durante los años húmedos, los agricultores pueden recibir hasta el 100 por ciento de sus asignaciones de agua superficial, mientras que en años extremadamente secos, es posible que no reciban ninguna. Cuando no hay suministro de agua superficial, los agricultores extraen el agua subterránea. Por lo tanto, el agua subterránea hase vuelven cada vez más importantes bajo el cambio climático, ya que California y muchas partes del mundo han experimentado escasez de agua superficial. Sin embargo, se produce un bombeo excesivo, incluso en años relativamente húmedos. Y los acuíferos pueden agotarse.
En 2014, California aprobó una legislación que exige un cambio gradual y local hacia el uso sostenible del agua subterránea, el recurso del que depende el 85 por ciento de su población y gran parte de su industria agrícola de $ 50 mil millones. Los datos de InSAR pueden ser críticos paralos esfuerzos del estado para realizar un seguimiento y una gestión eficaces en respuesta al cambio climático.
Si bien la legislación ha alentado a las agencias locales a comenzar a usar InSAR para documentar el hundimiento de la tierra, los usos de InSAR para el monitoreo directo del uso del agua subterránea se encuentran en una etapa temprana de su desarrollo. Los esfuerzos de investigación de UC San Diego brindan un ejemplo de cómo los administradores de agua pueden usar satélitesfuentes de datos, incluido InSAR, para monitorear directamente las relaciones locales entre hundimientos, bombeo de aguas subterráneas y carteras de cultivos.
"La promesa de InSAR radica en nuestra capacidad para combinarlo con otras fuentes de datos geofísicos y sociales para responder preguntas relevantes para las políticas de agua", escribieron Levy y los coautores. "Ofrecemos una vista previa del poder de tal síntesis, lo que demuestra que los patrones espaciales de hundimiento y su relación con el cultivo agrícola y la demanda de agua asociada son claros y sólidos ".
Concluyeron: "Nuestros hallazgos sugieren que las palancas de políticas que apoyan la gestión sostenible del agua subterránea podrían beneficiarse de la consideración de la intensidad del uso del agua subterránea en la selección de cultivos, no solo la sostenibilidad difícil de definir de los volúmenes de extracción de agua subterránea sobre los límites de los acuíferos subterráneos que siguen siendo inciertos yque son costosos de delinear. "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - San Diego . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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