Optymalizowanie rozwiązań w zakresie retencji wody w różnych kontekstach agronomicznych
Europa to najszybciej ocieplający się kontynent na świecie(odnośnik otworzy się w nowym oknie). W związku ze zmianą klimatu ekstremalne zjawiska pogodowe, takie jak powodzie, susze i fale upałów, stają się coraz częstsze. Uszczuplają one zasoby wody wykorzystywane zarówno na potrzeby gospodarstw domowych, jak i rolnictwa. W ramach projektu OPTAIN(odnośnik otworzy się w nowym oknie) powstało zintegrowane podejście mające na celu zbadanie skuteczności naturalnych/małych środków retencji wody (NSWRM) na poziomie pól i zlewni. Jest to rozwiązanie oparte na zasobach przyrody, mające za zadanie zwiększenie ich akceptacji i wykorzystania.
Zestaw narzędzi oceny NSWRM
W projekcie OPTAIN opracowano zharmonizowane ramy obejmujące dane, modele i techniki optymalizacji służące do analizy dynamiki wody i składników odżywczych w 14 małych zlewniach rolniczych, które posłużyły za studia przypadków. Zespół wykorzystał model SWAT+(odnośnik otworzy się w nowym oknie), który rozwinął wraz z nowymi narzędziami w celu poprawy łączności przestrzennej jednostek modelowania, a także usprawnienia zarządzania i przepływów pracy związanych z wyprowadzaniem danych. Wyniki oceny SWAT+ poddano walidacji krzyżowej przy użyciu modelu SWAP(odnośnik otworzy się w nowym oknie), który dostarczył szczegółowych danych na temat bilansu wodnego gleby. Następnie zespół OPTAIN opracował narzędzia umożliwiające identyfikację efektywnych kombinacji przestrzennych NSWRM w zmiennych warunkach środowiskowych. Ponadto przeprowadził analizę scenariuszy klimatycznych przy użyciu łańcuchów globalnych i regionalnych modeli klimatycznych (GCM-RCM) w celu oceny skuteczności NSWRM w kontekście przyszłych prognoz klimatycznych.
Eliminowanie regionalnych luk w badaniach
Wybrano 14 studiów przypadków z kontynentalnego, panońskiego i borealnego regionu biogeograficznego, które reprezentują różne europejskie strefy klimatyczne o kontrastujących warunkach hydrologicznych i rolniczych. Każde ze studiów przypadku koncentrowało się na konkretnych lokalnych problemach środowiskowych, w tym powodziach, suszach, erozji gleby i stratach plonów. „Dzięki wspólnemu badaniu tych trzech regionów projekt OPTAIN poszerzył europejską wiedzę, a także umożliwił ocenę środków retencji wody w szerokim gradiencie klimatycznym oraz opracowanie solidnych, uniwersalnych rozwiązań w ukierunkowany sposób”, mówi koordynator projektu Martin Volk. Przetestowane środki okazały się najbardziej skuteczne, gdy były wdrażane strategicznie w hydrologicznych „punktach zapalnych” i w inteligentnych kombinacjach (na przykład uprawa konserwująca, porośnięte trawą cieki wodne i stawy retencyjne), dzięki czemu uzyskano efekty synergii w zakresie magazynowania wody i zarządzania składnikami odżywczymi. „Te połączenia okazywały się stale skuteczniejsze niż pojedyncze działania”, podkreśla kierownik projektu Felix Witing. Wyniki studiów przypadków wykazały, że NSWRM mogą znacząco poprawić zarządzanie wodą i składnikami odżywczymi, a jednocześnie przyczynić się do rozwoju metod modelowania dla badaczy i innych specjalistów zajmujących się wodą. Jednym z owoców projektu jest zharmonizowana europejska baza danych NSWRM(odnośnik otworzy się w nowym oknie), która jest również dostępna w serwisie WOCAT(odnośnik otworzy się w nowym oknie) (World Overview on Conservation Approaches and Technologies), jednym z najbardziej obszernych zbiorów charakterystyk środków, danych dotyczących wydajności i kontekstów wdrażania dostępnych obecnie na rynku.
Długoterminowe skutki i oddziaływanie
Wyniki projektu OPTAIN powinny przyczynić się do dalszego udoskonalania projektowania, rozmieszczania i wdrażania NSWRM w różnych obszarach Europy także po jego zakończeniu. Opracowane w nim ramy modelowania, narzędzia optymalizacyjne i wnioski dotyczące poszczególnych regionów pomogą w udoskonaleniu zarządzania wodą w rolnictwie, ograniczeniu strat składników odżywczych i wzmocnieniu strategii adaptacji do zmiany klimatu w małych zlewniach. Stworzenie uniwersalnego narzędzia wspomagającego podejmowanie decyzji umożliwi decydentom i interesariuszom ocenę skuteczności kombinacji NSWRM. Wyniki projektu były rozpowszechniane za pośrednictwem ogólnodostępnych repozytoriów badań, raportów politycznych, warsztatów dla interesariuszy i interaktywnych narzędzi edukacyjnych. Co więcej, dzięki projektowi OPTAIN powstał zbiór wytycznych dotyczących modelowania i optymalizacji, które będą służyć jako uniwersalny przewodnik dla przyszłych inicjatyw w zakresie zarządzania wodą na poziomie zlewni w całej Europie. Ogólnie rzecz biorąc, w ramach projektu OPTAIN stworzono kompleksową i uniwersalną podstawę do podejmowania decyzji w oparciu o dowody w odniesieniu do szeregu warunków środowiskowych i krajobrazowych, co pozytywnie wpłynęło na zarządzanie zasobami i doprowadziło do powstania bardziej odpornych systemów rolniczych.
