Maryland heute

UMD-Forscher und Kollegen fanden 19.000 Hektar Ackerland, das innerhalb von 6 Jahren in Sumpfland umgewandelt wurde

Von Mitarbeitern von Maryland Today, 2. August 2023

Verkümmerter Mais hat Schwierigkeiten, in einem durch Salzwassereinbruch beschädigten Feldabschnitt zu wachsen. UMD-Forscher und Kollegen untersuchen das mit dem Klimawandel verbundene Phänomen in den Teilen Maryland, Delaware und Virginia der Delmarva-Halbinsel.

Foto von Becky Epanchin-Niell

Forscher, die die Ausbreitung des Eindringens von Salzwasser auf Ackerland in Delaware, Maryland und Virginia kartierten, stellten fest, dass sich die von sichtbaren Salzflecken bedeckte Landfläche von 2011 bis 2017 fast verdoppelt hat und über 19.000 Hektar in Marschland umgewandelt wurden.

Wissenschaftler der University of Maryland, der University of Delaware und der George Washington University stellten außerdem fest, dass sich die potenziellen wirtschaftlichen Verluste für Landwirte durch die Salzfelder auf über 427.000 US-Dollar beliefen. Die Forscher schätzten auch die potenziellen wirtschaftlichen Verluste auf 39 bis 70 Millionen US-Dollar pro Jahr aufgrund der geringeren Erträge auf Ackerland im Umkreis von 200 Metern um Salzflächen. Ihr Artikel wurde am 20. Juli in der Zeitschrift Nature Sustainability veröffentlicht.

Überall auf der Welt steigt der Meeresspiegel und in der Mittelatlantikregion sinkt aufgrund großer geologischer Veränderungen und des globalen Klimawandels auch das Land. Die Folge ist, dass in tiefer gelegenen Gebieten Salzwasser in das Oberflächen- und Grundwasser eindringt und die Böden für die Landwirtschaft zu salzig werden.

„Das Eindringen von Salzwasser geschieht oft vor dem Anstieg des Meeresspiegels, weshalb wir es die unsichtbare Flut nennen“, sagte Kate Tully, außerordentliche Professorin in der Abteilung für Pflanzenwissenschaften und Landschaftsarchitektur an der UMD und Mitautorin der Studie. „Diese Forschung ist die erste Visualisierung dieses oft unsichtbaren Symptoms des Klimawandels.“

Die Ergebnisse der Studie stellen die erste feinmaßstäbliche Kartierung von Salzflächen in der Region Delmarva dar, einer tief gelegenen Region, die zunehmenden Auswirkungen des Eindringens von Salzwasser und des Anstiegs des Meeresspiegels ausgesetzt ist.

„Diese räumlichen Informationen können dazu beitragen, Hochrisikogebiete zu identifizieren und Ressourcen und Unterstützung besser auf Regionen auszurichten, in denen Übergänge stattfinden“, sagte Rebecca Epanchin-Niell, außerordentliche Professorin in der Abteilung für Landwirtschaft und Ressourcenökonomie an der UMD und Mitautorin des Buches Studie.

Anhand von Luft- und Satellitenbildern trainierten und testeten die Forscher, die die Fernerkundungsanalysen leiteten, einen maschinellen Lernalgorithmus, um Fotos nach Landtyp zu identifizieren, etwa einem Wald, einem Sumpf oder einem Salzfeld, und testeten die Genauigkeit der Algorithmusausgaben. Anschließend analysierte das Forschungsteam die Ergebnisse, um zu sehen, wie sich diese Landschaften im Laufe der Jahre verändert haben.

Ihre Ergebnisse zeigen, dass die Auswirkungen von Salzflächen auf die landwirtschaftliche Produktion weit über das derzeit kartierbare Maß hinausgehen. Auch wenn die Fläche mit sichtbaren Salzflecken in manchen Fällen klein sein kann, bedeutet ihr Vorhandensein, dass das gesamte Feld Gefahr läuft, in salzhaltigen Boden umgewandelt zu werden, der für die traditionelle Landwirtschaft ungeeignet ist. Darüber hinaus kann der Salzgehalt des Bodens in nahe gelegenen Bereichen des Feldes so hoch sein, dass er den Ernteertrag verringert, aber nicht so hoch ist, dass kahle Stellen zurückbleiben.

„Was wir anhand der von uns entwickelten Datensätze feststellen, ist ziemlich alarmierend, denn wir sehen, dass sich die Salzflecken ziemlich schnell ansammeln“, sagte Pinki Mondal, Hauptautorin der Studie von der University of Delaware. „Die Ackerfläche mit Salzflächen hat sich in den sechs Jahren, die wir untersucht haben, fast verdoppelt.“

Dies ist ein besonders akutes Problem für Maisbauern, da Mais nicht sehr salztolerant ist, aber dennoch einen erheblichen Teil der in der Region Delmarva angebauten Feldfrüchte ausmacht. Kurzfristig könnten Landwirte auf den Anbau salztoleranterer Getreidearten wie Sorghum umsteigen, um die Gewinnverluste so gering wie möglich zu halten. Aber auf lange Sicht wird der zunehmende Salzgehalt dazu führen, dass die Felder selbst für salztolerante Pflanzen nicht mehr bewirtschaftet werden können.

Eine mögliche langfristige Lösung besteht darin, proaktiv einige Ackerflächen in Sumpfgebiete umzuwandeln, die Wildtieren Lebensraum bieten und als natürliche Barriere fungieren würden, um das Eindringen von Salzwasser zu verlangsamen.

Solche Maßnahmen würden Änderungen der öffentlichen Politik und Unterstützung für Landwirte erfordern, und die Forscher hoffen, dass ihre Datensätze den Interessengruppen dabei helfen können, vorrangige Bereiche für verschiedene Interventionen zu identifizieren.

Diese Geschichte wurde einem Artikel von Adam Thomas von der University of Delaware entnommen.

Forschung

Agrar- und Ressourcenökonomie, Klimawandel, Pflanzenwissenschaften und Landschaftsarchitekturforschung

Hochschule für Landwirtschaft und natürliche Ressourcen