Les fermes sont communes le long de la fourche nord de la rivière Republican près de Wray, Colorado. Crédit :Wikimedia Commons/Jeffrey Beall
L'irrigation pour l'agriculture est la plus grande utilisation d'eau douce dans le monde, mais des enregistrements et des cartes précis indiquant quand et où l'eau est appliquée par les agriculteurs sont difficiles à localiser. Aujourd'hui, une équipe de chercheurs a découvert comment suivre l'eau utilisée dans l'agriculture.
Dans un article publié dans la revue Lettres de recherche géophysique , les chercheurs détaillent leur utilisation des images satellites pour produire des cartes annuelles d'irrigation. Les résultats, les scientifiques ont dit, aidera les agriculteurs, les gestionnaires des ressources en eau et autres comprennent les choix d'irrigation agricole et prennent de meilleures décisions en matière de gestion de l'eau.
"Nous voulons savoir comment les activités humaines ont un impact sur l'environnement, " a déclaré l'hydrogéologue David Hyndman de la Michigan State University (MSU), chercheur principal du projet. « L'irrigation double presque les rendements des cultures et augmente les revenus des agriculteurs, mais l'utilisation non durable de l'eau pour l'irrigation entraîne l'épuisement des nappes phréatiques dans le monde. La question est :« Comment pouvons-nous utiliser au mieux l'eau ? »"
Le document souligne la nécessité de savoir quand et où l'irrigation a lieu pour gérer efficacement les ressources en eau.
Le projet se concentre sur une région agricole économiquement importante du centre des États-Unis, le Republican River Basin, qui recouvre des parties du Colorado, Nebraska et Kansas, et fournit des eaux de surface et des eaux souterraines à l'aquifère des hautes plaines. L'équipe a constaté que l'irrigation dans cette zone avait à peu près doublé entre 2002 et 2016.
Le bassin de la rivière républicaine, où l'étude a eu lieu. Ici, juste au sud de Cambridge, Nebraska. Crédit :Wikimedia Commons/Ammodramus
L'utilisation de l'eau dans cette région peut être compliquée car elle est réglementée pour préserver le débit des cours d'eau dans le Kansas conformément au Republican River Compact de 1942.
"Précédemment, nous savions quelles fermes étaient équipées pour irriguer, mais pas quels champs ont été réellement irrigués au cours d'une année donnée, " a déclaré Jillian Deines, également de MSU et de l'auteur principal de l'article. "Nos cartes d'irrigation fournissent ces informations sur 18 ans et peuvent être utilisées pour comprendre les facteurs qui contribuent aux décisions d'irrigation."
Les chercheurs ont utilisé Google Earth Engine, une plateforme de cloud computing qui met à la disposition du public des analyses de données satellitaires et environnementales à grande échelle, quantifier les changements dans l'irrigation d'une année à l'autre - une découverte importante pour les agriculteurs, les consultants en cultures et les décideurs politiques travaillant à améliorer l'efficacité de l'irrigation.
Google Earth Engine a été un atout pour le calcul du grand nombre d'images satellites nécessaires, disaient les scientifiques. « Cela permet aux chercheurs d'utiliser des méthodes cohérentes pour examiner de grandes régions au fil du temps, " dit Deines.
Le projet, qui implique également l'associé de recherche MSU Anthony Kendall, est soutenu par la National Science Foundation (NSF)-USDA National Institute of Food and Agriculture (NIFA) Water, le programme Sustainability and Climate (WSC) et les innovations conjointes NSF-NIFA au Nexus of Food, Programme Systèmes d'énergie et d'eau (INFEWS).
Plus de 9, 000 images Landsat fournissent des mesures de la santé de la végétation pour le bassin de la rivière Republican. Crédit :David Hyndman
"Savoir quoi planter, combien de terre planter, et combien d'eau d'irrigation est nécessaire pour soutenir une culture jusqu'à la récolte a été un défi pour les agriculteurs au fil du temps, " a déclaré Tom Torgersen, Chargé de programme NSF pour WSC et INFEWS. « Les agriculteurs peuvent désormais envisager un avenir où les modèles offriront des options pour aider à orienter les décisions pour une plus grande efficacité et productivité des cultures. »
Les responsables de programme de l'USDA-NIFA ont déclaré que la demande de produits agricoles augmentera probablement à l'avenir, tandis que l'eau pour l'irrigation peut diminuer en raison de problèmes de qualité de l'eau et d'utilisations concurrentielles.
Les chercheurs de Republican River Basin « ont tiré parti d'une nouvelle puissance de calcul pour gérer les « Big Data » de toutes les scènes satellites Landsat disponibles, et développé des cartes d'irrigation qui aident à expliquer les décisions humaines concernant l'utilisation de l'eau d'irrigation, " a déclaré Jim Dobrowolski, responsable de programme à la Division des systèmes environnementaux de la NIFA. Les cartes tiennent la promesse, il a dit, de la capacité de faire des prévisions sur l'utilisation future de l'eau.
Un prix du programme de bourses d'études supérieures de la NASA a également financé la recherche.
