Во влажном климате, например на Среднем Западе США, испарение возвращает в атмосферу более половины годовых осадков, а остальная часть используется для пополнения запасов грунтовых вод и поддержания стока и уровня озера.В недавнем исследовании Центра биоэнергетических исследований Великих озер, опубликованном в журнале Environmental Research Letters, рассматривается, насколько эффективно биотопливные культуры «второго поколения» — многолетние непродовольственные культуры, такие как просо или местные травы — используют дождевую воду, и как эти культуры влияют в целом. водный баланс.
Исследование, проводимое профессором экологии экосистемы Университета штата Мичиган и ученым GLBRC Стивеном Гамильтоном, является первой многолетней попыткой сравнить водопотребление обычных культур кукурузы с системами многолетнего возделывания проса, мискантуса, местных трав, восстановленных прерий и других культур. гибридные тополя.«Когда мы устанавливали различные системы земледелия в 2008 году, — сказал Гамильтон, — мы установили датчики влажности почвы на разной глубине в корневой зоне. С тех пор мы непрерывно отслеживаем содержание влаги в почве».
Гамильтон использует датчики почвы-воды для измерения скорости эвапотранспирации в каждой системе земледелия. Эвапотранспирация означает общую потерю воды во время роста растения либо из-за испарения, то есть испарения через сам стебель растения, либо из-за воды, испарившейся с листьев растения или земли.
Измеряя количество выпавших осадков относительно фактического содержания влаги в почве, можно количественно определить потери воды на суммарное испарение во время роста каждой культуры.Команда Гамильтона сообщает, что эвапотранспирация многолетней системы не сильно отличается от кукурузы — открытие резко контрастирует с более ранними исследованиями, которые выявили особенно высокое многолетнее водопотребление в районах с высоким уровнем грунтовых вод. Однако исследование Гамильтона проводилось в умеренном влажном климате Мичигана и на хорошо дренированной почве, характерной для маргинальных сельскохозяйственных земель.
«Основная идея, — сказал Гамильтон, — заключается в том, что во многих условиях многолетние растения могут не потреблять больше воды. По крайней мере, для хорошо дренированных почв в верхней части Среднего Запада и, вероятно, для восточной части Северной Америки в целом, эти результаты, скорее всего, применимы. и водный баланс не пострадает ».
Хотя исследование имеет четкие последствия для производства целлюлозного биотоплива или биотоплива второго поколения на Среднем Западе, Гамильтон говорит, что в более широком плане оно также затрагивает некоторые из ожидаемых последствий изменения климата.Поскольку показатели суммарного испарения сельскохозяйственных культур в рамках исследования оставались стабильными в течение нескольких лет при различных уровнях осадков, исследование также предполагает, что показатели суммарного испарения сельскохозяйственных культур могут быть не столь чувствительны к изменению климата, как это предполагается в настоящее время.
«Наше наблюдение, что растения используют примерно одинаковое количество воды независимо от наличия воды, предполагает, что более теплый или более продолжительный вегетационный период может иметь относительно небольшое влияние на эвапотранспирацию и, таким образом, может повлиять на водный баланс ландшафта меньше, чем мы думали ранее», — сказал Гамильтон. «Другие изменения в связанных с климатом аспектах круговорота воды, такие как интенсивные дожди, меньшее количество снега или более короткие периоды ледяного покрова на озерах, могут иметь гораздо большее влияние на грунтовые воды, сток рек и уровни озера».
