Modeling the effects of future land

Modeling the effects of future land use change on water quality under multiple scenarios: A case study of low-input agriculture with hay/pasture production
abstract
Understanding the relationship between land use and freshwater quality is necessary for
effective water management. This study sought to evaluate the impacts of future land
use change on water quality in an agriculture dominated watershed in South Dakota.
Taking into account three cases (A1B, A2 and B1) of the FOREcasting SCEnarios (FORESCE)
of Land use Change modeling framework, possible changes in surface runoff, sediment,
nitrate and total phosphorus by the end of the 21st century were assessed relative
to the baseline (National Land Cover Database 2011) comprising a multi-year period from
the recent past (2006–2014). The Soil and Water Assessment Tool (SWAT) was used for
simulating hydrology and water quality, where particular attention was given to land
transformation from ‘‘high-input” to ‘‘low-input” agriculture. The analysis revealed that
urban areas and low-input hay/pasture production would expand from conversion of forest,
grassland and high-input cultivated cropland. While afforestation might also occur
under certain future scenario assumptions such as B1, all the three scenarios are suggestive
of complete grassland depletion by the first quarter of this century. Simulation results suggested
that water quality would improve with expansion of hay/pasture production (as
low-input agriculture), reducing surface runoff volume, sediment, nitrate and total phosphorus
loads by 3–14% across all three future scenarios of land use change. This study provides
an example on how physically-based land use projections can be ingested in SWAT
modeling to identify possible environmental implications of future land use changes.
Similar studies adopted on large scales would be useful to support holistic water resources
management strategies and associated policy interventions.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

การสร้างแบบจำลองผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดินในอนาคตคุณภาพน้ำภายใต้สถานการณ์หลาย: กรณีศึกษาการเกษตรต่ำอินพุตการผลิตหญ้าแห้ง/ทุ่งหญ้าบทคัดย่อเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างการใช้ที่ดินและน้ำจืดคุณภาพที่จำเป็นสำหรับการจัดการน้ำอย่างมีประสิทธิภาพ การศึกษานี้พยายามที่จะประเมินผลกระทบของแผ่นดินในอนาคตใช้การเปลี่ยนแปลงคุณภาพน้ำในการเกษตรการครอบงำลุ่มน้ำในเซาท์การลงบัญชีกรณีสาม (A1B, A2 และ B1) ของการคาดการณ์สถานการณ์ (FORESCE)ที่ดินใช้เปลี่ยนกรอบการสร้างโมเดล การเปลี่ยนแปลงในผิวไหลบ่า ตะกอนไนเตรทและฟอสฟอรัสทั้งหมดในตอนท้ายของศตวรรษที่ 21 ถูกประเมินญาติกับพื้นฐาน (ชาติที่ดินครอบคลุมฐานข้อมูล 2011) ที่ประกอบด้วยระยะเวลาหลายปีจากการล่าที่ผ่านมา (2006 – 2014) ดินและน้ำการประเมินเครื่องมือ (ตบ) ใช้สำหรับจำลองอุทกวิทยาและคุณภาพน้ำ ที่ให้ความสนใจเฉพาะกับที่ดินการเปลี่ยนแปลงจากเกษตร ''สูงป้อน" ''ต่ำอินพุต" เปิดเผยการวิเคราะห์ที่ได้ขยายเขตเมืองและการผลิตต่ำอินพุตเฮย์/ทุ่งหญ้าจากแปลงของป่าทุ่งหญ้าและอินพุตสูงปลูก cropland ในขณะที่ afforestation อาจเกิดขึ้นภายใต้สมมติฐานในอนาคตสถานการณ์บางอย่างเช่น B1, 3 สถานการณ์ชี้นำของการสูญเสียของทุ่งหญ้าที่สมบูรณ์โดยไตรมาสแรกของศตวรรษนี้ ผลการทดลองที่แนะนำคุณภาพน้ำที่จะช่วยปรับปรุง ด้วยการขยายการผลิตหญ้าแห้ง/ทุ่งหญ้า (เป็นการเกษตรต่ำอินพุต), ลดการไหลบ่าผิวปริมาตร ตะกอน ไนเตรท และรวมฟอสฟอรัสโหลด 3 – 14% ทั้งหมดสามสถานการณ์ในอนาคตที่ดินใช้เปลี่ยนแปลง ให้การศึกษานี้สามารถกินตัวอย่างกับการคาดการณ์การใช้ที่ดินตามร่างกายวิธีในหน่วย SWATการสร้างโมเดลเพื่อระบุพาดพิงสิ่งแวดล้อมในอนาคตที่ดินใช้การเปลี่ยนแปลงคล้ายการศึกษานำมาใช้กับเครื่องชั่งขนาดใหญ่จะมีประโยชน์ในการสนับสนุนทรัพยากรน้ำแบบองค์รวมกลยุทธ์การจัดการและการแทรกแซงนโยบายที่เกี่ยวข้อง

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การสร้างแบบจำลองผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดินในอนาคตเกี่ยวกับคุณภาพน้ำภายใต้สถานการณ์หลาย: กรณีศึกษาของการเกษตรต่ำการป้อนข้อมูลด้วยฟาง / ทุ่งหญ้าผลิต
นามธรรม
ทำความเข้าใจเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างการใช้ที่ดินและน้ำจืดที่มีคุณภาพเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับ
การบริหารจัดการน้ำที่มีประสิทธิภาพ การศึกษาครั้งนี้พยายามที่จะประเมินผลกระทบของอนาคตที่ดิน
เปลี่ยนแปลงการใช้ประโยชน์ต่อคุณภาพน้ำในลุ่มน้ำการเกษตรที่โดดเด่นในเซาท์ดาโกตา
คำนึงถึงกรณีที่สาม (A1B, A2 และ B1) สถานการณ์การคาดการณ์ (FORESCE)
การใช้ประโยชน์ที่ดินกรอบเปลี่ยนการสร้างแบบจำลองการเปลี่ยนแปลงเป็นไปได้ในการไหลบ่าผิวตะกอน
ไนเตรตและฟอสฟอรัสรวมในตอนท้ายของศตวรรษที่ 21 มีการประเมินญาติ
ไป พื้นฐาน (ฐานสิ่งปกคลุมดินแห่งชาติ 2011) ประกอบไปด้วยระยะเวลาหลายปีจาก
อดีตที่ผ่านมา (2006-2014) ดินและน้ำเครื่องมือการประเมิน (SWAT) ถูกนำมาใช้สำหรับ
การจำลองอุทกวิทยาและคุณภาพน้ำที่ให้ความสนใจโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ได้รับไปยังดินแดน
เปลี่ยนแปลงจาก '' สูงการป้อนข้อมูล "เพื่อ '' อินพุทต่ำ" เครื่องจักรงานเกษตรกรรม การวิเคราะห์เปิดเผยว่า
เขตเมืองและต่ำปัจจัยการผลิตหญ้าแห้ง / ทุ่งหญ้าจะขยายตัวจากการแปลงป่า
cropland ทุ่งหญ้าสูงและการป้อนข้อมูลได้รับการปลูกฝัง ในขณะที่การปลูกป่านอกจากนี้ยังอาจเกิดขึ้น
ภายใต้สมมติฐานบางสถานการณ์ในอนาคตเช่น B1, ทั้งหมดสามสถานการณ์มีการชี้นำ
ของพร่องทุ่งหญ้าที่สมบูรณ์โดยไตรมาสแรกของศตวรรษนี้ ผลการจำลองปัญหา
ที่คุณภาพน้ำจะดีขึ้นกับการขยายตัวของการผลิตหญ้าแห้ง / ทุ่งหญ้า (เป็น
เกษตรอินพุทต่ำ) ลดปริมาณการไหลบ่าผิวตะกอนไนเตรตและฟอสฟอรัสรวม
โหลดโดย 3-14% ในทุกสามสถานการณ์ในอนาคตของการเปลี่ยนแปลงการใช้ประโยชน์ที่ดิน การศึกษานี้ให้
ตัวอย่างเกี่ยวกับวิธีการทางร่างกายตามการคาดการณ์การใช้ประโยชน์ที่ดินสามารถกินในหน่วย SWAT
การสร้างแบบจำลองในการระบุผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมที่เป็นไปได้ของการเปลี่ยนแปลงการใช้ประโยชน์ที่ดินในอนาคต
การศึกษาที่คล้ายกันนำมาใช้บนตาชั่งขนาดใหญ่จะเป็นประโยชน์ในการสนับสนุนทรัพยากรน้ำแบบองค์รวม
กลยุทธ์การจัดการและการแทรกแซงนโยบายที่เกี่ยวข้อง

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

การจำลองผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดินต่อคุณภาพน้ำในอนาคตภายใต้สถานการณ์หลาย : กรณีศึกษาเกษตรเข้าต่ำกับฟาง / หญ้าผลิตบทคัดย่อเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างการใช้ที่ดินและคุณภาพเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับน้ำจืดการบริหารจัดการน้ำที่มีประสิทธิภาพ การศึกษานี้พยายามที่จะประเมิน ผลกระทบของที่ดินในอนาคตการเปลี่ยนแปลงคุณภาพน้ำในพื้นที่เกษตรลุ่มน้ำในเซาท์ดาโกต้าการพิจารณาคดี ( a1b A2 และ B1 ) ของการพยากรณ์สถานการณ์ ( foresce )การเปลี่ยนแปลงการใช้ประโยชน์ที่ดินแบบกรอบ เป็นไปได้ในการเปลี่ยนแปลงน้ำท่าผิวดินตะกอนไนเตรท และฟอสฟอรัสทั้งหมดในตอนท้ายของศตวรรษที่ 21 ครั้ง ญาติการเริ่มต้น ( ฐานข้อมูลครอบคลุมที่ดินแห่งชาติ 2011 ) ประกอบด้วยระยะเวลาหลายปีจากล่าสุดที่ผ่านมา ( 2006 – 2014 ) ดินน้ำและเครื่องมือประเมิน ( สวาท ) ใช้สำหรับจำลองอุทกวิทยาและคุณภาพน้ำ ที่ความสนใจเฉพาะให้ที่ดินการเปลี่ยนแปลงจาก 'high-input " ' ' 'low-input " เกษตร จากการวิเคราะห์พบว่าเขตเมืองและใส่ฟาง / หญ้าต่ำ การผลิตจะขยายตัวจากการแปลงสภาพของป่าหญ้าและป้อนสูงปลูก cropland . ขณะที่ปลูกป่ายังอาจเกิดขึ้นภายใต้สมมติฐานสถานการณ์บางอย่างในอนาคต เช่น B1 , ทั้งสามสถานการณ์จะหยาบคายก้าวร้าวสังคมของทุ่งหญ้าที่สมบูรณ์ โดยไตรมาสแรกของศตวรรษนี้ ผลการจำลองระบบแนะนำที่คุณภาพน้ำจะปรับปรุงด้วยการขยายตัวของการผลิต ( ฟาง / หญ้าเป็นเกษตรเข้าต่ำ ) , การลดปริมาณน้ำท่าผิวดิน ไนเตรท และฟอสฟอรัสทั้งหมดโหลด 3 – 14 % ทั้งสามในอนาคตสถานการณ์การใช้ที่ดินเปลี่ยน การศึกษานี้มีตัวอย่างวิธีทางกายภาพตามประมาณการใช้ที่ดินสามารถกินหน่วยสวาทการระบุเป็นไปได้ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากการเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดินในอนาคตการศึกษาที่คล้ายกันประกาศใช้ในระดับใหญ่จะเป็นประโยชน์เพื่อสนับสนุนทรัพยากรน้ำแบบองค์รวมกลยุทธ์การจัดการและนโยบายมาตรการที่เกี่ยวข้อง