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소식

May 25, 2023

물의 잠재력 탐구

캘리포니아의 지속 가능한 지하수 관리법(SGMA)의 시행으로 주의 농업 환경이 바뀌고 있습니다. 지하수 지속 가능성 조치가 시행되고 물 부족이 증가함에 따라 주의 농업 중심지인 샌호아킨 밸리의 관개 생산에서 최소 50만 에이커가 나올 것으로 예상됩니다. 먼지, 잡초, 해충 및 토양 악화와 같은 의도하지 않은 결과를 초래하는 광범위한 토지 유휴 대신 여름 관개 작물에서 제한된 물로 생산되는 겨울 작물(특히 겨울 곡물 및 마초 작물 포함)로 전환하면 일부를 유지할 수 있습니다. 이 땅에서 생산이 이루어지고 있습니다. 물이 제한된 농업은 큰 장애물에 직면해 있지만 일부 유망한 측면에서는 추가 조사가 필요합니다.

캘리포니아의 많은 지역에서 농업 생산은 수십 년 동안 대부분 규제되지 않은 지하수 펌핑에 의존해 왔습니다. 주 최대 농업 지역인 샌호아킨 밸리(San Joaquin Valley)의 지하수 초과인출은 오랫동안 문제가 되어 왔습니다. 마른 우물, 지반 침하, 가뭄 매장량 감소 등 초과인출의 바람직하지 않은 영향에 대응하여 캘리포니아는 2014년에 랜드마크인 지속 가능한 지하수 관리법(SGMA)을 통과시켰습니다. SGMA는 지역 지하수 지속 가능성 기관(GSA)에 2040년까지 지하수 초과인출을 중단하도록 요구합니다. , 관련된 바람직하지 않은 효과를 해결합니다.

SGMA 구현이 진행됨에 따라 San Joaquin Valley의 농업 환경에 광범위한 영향을 미칠 것입니다. 예를 들어 지하수 함양을 늘리는 등 물 공급을 늘리려는 노력이 진행되고 있는 동안 유역의 균형을 맞추는 것은 관개 작물 면적의 감소를 수반할 가능성이 높습니다. 이전 연구에서 PPIC 연구자들은 필요한 수준의 수요 감소를 달성하기 위해 2040년까지 최소 500,000에이커(계곡의 관개 면적의 >10%)와 최대 100만 에이커가 관개 생산에서 나올 것으로 예상했습니다(Hanak 외 2019).

광범위한 토지 유휴는 공중 보건, 환경 질 및 경제적 번영에 심각한 손실을 초래할 수 있습니다. 휴경은 수백만 달러의 농작물 수입 손실, 포장 및 제분과 같은 농업 관련 산업에 대한 타격, 일자리 손실 등 농업 중심 지역에 상당한 경제적 영향을 미칠 수 있습니다(Medellín-Azuara, Escriva-Bou, and Jezdimirovic 2019) . 휴경지가 어떻게 관리되는지에 따라 많은 부분이 달라지지만, 완화 조치를 취하지 않으면 비산 먼지 배출, 해충, 잡초로 인한 위협이 발생할 수 있습니다(상자 1). PPIC 연구원과 파트너는 유틸리티 규모의 태양 에너지 개발 및 서식지 복원과 같은 대체 토지 이용 가능성을 조사하고 있습니다(Ayres 및 Seymour 2022; Rosser 및 De Leon 2022; Hanak, Peterson 및 Hart 2022). 그러나 상당한 면적이 이러한 용도로 사용되지 않고 단순히 유휴 상태가 될 수도 있습니다.

최소한의 관개로 토지를 생산 상태로 유지합니다. 물이 제한된 농작물 시스템은 광범위한 공회전에 대한 또 다른 유용한 대안이 될 수 있습니다. 이러한 시스템은 전형적인 관개 여름 일년생 작물 또는 다년생 작물에 비해 물의 일부만을 사용하여 토지를 생산 상태로 유지할 수 있습니다. 특히 시리얼, 캐놀라, 사탕무, 병아리콩, 잎채소 등의 작물은 캘리포니아의 우기 겨울철에 재배할 수 있으며 많은 과일, 채소, 나무 또는 포도나무 작물에 비해 투입량, 노동력, 토지 준비가 덜 필요합니다. 특히, 밀, 귀리, 보리, 라이밀과 같은 곡물은 다양한 성장 단계에서 수확되어 변화하는 시장과 기상 조건을 최대한 활용할 수 있습니다. 또한 방목, 보존 경운, 덮개작물, 잔류물 관리 기술을 포함한 기타 유익한 관리 관행과 호환됩니다. 이를 통해 먼지 배출을 완화하고 잡초 제어 옵션을 확장하며 효과적인 물 침투를 위한 좋은 토양 구조를 유지할 수 있습니다. 겨울 작물은 대부분 오늘날 샌호아킨 밸리의 관개 생산 시스템에서 재배되지만, 위에 나열된 많은 작물은 일반적으로 전 세계적으로 기후가 유사한 지역에서 건조지 작물로 재배되며 물 투입을 최소화하는 것을 목표로 하는 캘리포니아 생산 시스템에 적합할 수 있습니다.

Stakeholders in our workshops expressed eagerness to know more about the potential of land use alternatives to protect or increase soil carbon and improve greenhouse gas (GHG) mitigation for croplands. This interest stems both from concern that land idling could exacerbate carbon loss from soil—with knock-on effects for soil fertility, structure, and infiltration—as well as the possibility that maintaining crops on land that would otherwise lie fallow could accrue soil carbon and allow for participation in carbon- and GHG-based incentive programs.Nori and ESMC) have emerged that aim to compensate farmers and land managers for management practices that sequester carbon in the soil." Available information on this question is scant, but it suggests that the soil carbon and GHG benefits of water-limited cropping would probably lie somewhere in between a bare (tilled) fallow and a summer irrigated crop managed with carbon-friendly practices such as low tillage and residue retention./p>

The picture becomes more complex when considering elements of the system's GHG balance beyond soil carbon. Agriculture emits CO2 and other GHGs through fuel and energy use for tractors, irrigation, and other operations, as well as nitrogen fertilizer additions. While atmospheric CO2 can be stored in aboveground biomass—especially woody biomass such as orchard tree trunks—this carbon can still be a source of emissions depending on how biomass is managed at the end of an orchard's lifespan (Marvinney and Kendall 2021). More potent GHGs such as nitrous oxide (N2O) and other gases with negative environmental implications, such as ammonia, can also be emitted from soil, whether directly from soil microbial processes or indirectly through volatilization or leaching of fertilizer nitrogen (Velthof and Rietra 2018).4) is emitted in highly anaerobic, or low oxygen, conditions (Smartt et al. 2016), making it of limited importance for many cropping systems outside of flooded rice or when biomass burning occurs. Methane is a more important emissions source in livestock systems due to enteric fermentation from animals and anaerobic digestion of manure." Depending on the level of fuel and energy use for crop production, N2O can be a large component of an agricultural system's overall GHG emissions./p>

But these opportunities are constrained by logistical challenges, including the up-front costs of installing fencing and water access for livestock. And, similarly to water-limited crops, fragmentation of agricultural land uses in the valley—which causes these and other costs to be spread across fewer acres—may inhibit the expansion of rangeland enterprises because low margins require operating on a larger land base to ensure adequate returns. But creative business structures, such as the contracting arrangements mentioned above for integrated systems, could leverage more of the opportunity. Coordinating habitat restoration efforts with grazing has seen some interest, as demonstrated by plans to restore and fence riparian corridors on working or retired lands to achieve the multiple benefits of flood protection, ease of movement for wildlife, and improved forage management for grazing herds.One example of this concept was developed by the former Westside Resource Conservation District and mapped for Valley Greenprint." On the whole, rangeland establishment as an alternative to fallowing may be most feasible where strategically retired cropland can adjoin existing rangeland operations or multi-use conservation areas, or where livestock management can be outsourced or performed in partnership with an experienced livestock manager./p>

Providing water credits for limited irrigation is one programmatic way to provide support. Programs could also take the form of grants, tax benefits, cost shares, crop insurance or low-interest loan programs, corporate responsibility or sustainability initiatives, and emerging marketplaces for carbon and other ecosystem services (see note 23), among others. Existing federal and state programs could integrate water-limited winter cover crops or crop production into their protocols.Conservation Stewardship Program (CSP) and Environmental Quality Incentives Program (EQIP), California Department of Food and Agriculture programs such as the State Water Efficiency and Enhancement Program (SWEEP), Fertilizer Research and Education Program (FREP), and Healthy Soils Program (HSP), and the California Strategic Growth Council's Sustainable Agricultural Lands Conservation (SALC) program." And new programs—such as the Department of Conservation's Multibenefit Land Repurposing Program—could support minimal irrigation to increase the scope for dryland range and crop repurposing proposals. Making sure that wildlife-friendly farms, including rangelands and water-limited cropping operations, are included in the California 30×30 plan would be another way to stack benefits from public programs geared toward land repurposing and conservation. Recognizing working lands as potential habitat and enabling management systems that support this benefit would go further towards meeting objectives of multi-functionality for repurposed lands—and might enable speedier progress towards conservation goals than targeting habitat areas alone./p>

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