Spatial Multiobjective Optimization of Agricultural Conservation Practices using a SWAT Model and an Evolutionary Algorithm

Finding the cost-efficient (i.e., lowest-cost) ways of targeting conservation practice investments for the achievement of specific water quality goals ...

Iowa State University

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Growing demand for corn due to the expansion of ethanol has increased concerns that environmentally sensitive lands retired from agricultural production and enrolled into the Conservation Reserve Program (CRP) will be cropped again. Iowa produces more ethanol than any other state in the United States, and it also produces the most corn. Thus, an examination of the impacts of higher crop prices on CRP land in Iowa can give insight into what we might expect nationally in the years ahead if crop prices remain high. We construct CRP land supply curves for various corn prices and then estimate the environmental impacts of cropping CRP land through the Environmental Policy Integrated Climate (EPIC) model. EPIC provides edge-of-field estimates of soil erosion, nutrient loss, and carbon sequestration. We find that incremental impacts increase dramatically as higher corn prices bring into production more and more environmentally fragile land. Maintaining current levels of environmental quality will require substantially higher spending levels. Even allowing for the cost savings that would accrue as CRP land leaves the program, a change in targeting strategies will likely be required to ensure that the most sensitive land does not leave the program.

Corn-based ethanol production and environmental quality: a case of Iowa and the conservation reserve program.

Demande croissante de ma&iuml;s en raison de l&#39;expansion de l&#39;&eacute;thanol a augment&eacute; les inqui&eacute;tudes que terres &eacute;cologiquement fragiles se retire de la production agricole et s&#39;inscrit dans le programme Conservation de la r&eacute;serve (CRP) seront encore une fois rogn&eacute;es. Iowa produit plus d&#39;&eacute;thanol que n&#39;importe quel autre &Eacute;tat aux &Eacute;tats-Unis, et il produit &eacute;galement la plupart de ma&iuml;s. Ainsi, un examen des r&eacute;percussions du rench&eacute;rissement de cultures sur des terres de la CRP dans l&#39;Iowa peut donner un aper&ccedil;u que nous pourrions attendre au niveau national dans les ann&eacute;es &agrave; venir si les prix des cultures restent &eacute;lev&eacute;s. Nous construire CRP terre alimentation courbes pour divers prix du ma&iuml;s et ensuite &eacute;valuer les impacts environnementaux des cultures terre CRP via le mod&egrave;le d&#39;environnement politique int&eacute;gr&eacute;e climatique (EPIC). EPIC fournit des estimations de la lisi&egrave;re des champs de l&#39;&eacute;rosion des sols, perte de nutriments et la s&eacute;questration du carbone. Nous trouvons que les impacts diff&eacute;rentiels augmentent sensiblement comme la hausse des prix de ma&iuml;s &agrave; l&#39;exploitation de terres plus &eacute;cologiquement fragiles. Il faudra maintenir les niveaux actuels de la qualit&eacute; de l&#39;environnement des niveaux sensiblement plus &eacute;lev&eacute;s de d&eacute;penses. M&ecirc;me en tenant compte des &eacute;conomies de co&ucirc;ts qui devraient courir comme terre de CRP quitte le programme, un changement dans les strat&eacute;gies de ciblage sera probablement n&eacute;cessaire pour s&#39;assurer que les terres plus sensibles ne laissent pas le programme.

Production d&#39;&eacute;thanol &agrave; base de ma&iuml;s et de la qualit&eacute; de l&#39;environnement : une affaire de l&#39;Iowa et le programme de conservation des r&eacute;serves.

Wachsende Nachfrage nach Mais durch den Ausbau von Ethanol stieg Bedenken, dass &ouml;kologisch sensiblen Gebiete zur&uuml;ckgezogen aus der landwirtschaftlichen Erzeugung und schrieb sich in das Conservation Reserve Program (CRP) werden erneut zugeschnitten werden. Iowa produziert mehr Ethanol als jeder andere Staat in den Vereinigten Staaten, und auch den meisten Mais produziert. So kann eine Untersuchung der Auswirkungen von h&ouml;heren Ernte Preise auf CRP Land in Iowa geben Einblick, was auf nationaler Ebene in den kommenden Jahren erwarten wenn Ernte Preise hoch bleiben. Wir bauen CRP-Land-Versorgung-Kurven f&uuml;r verschiedene Maispreise und sch&auml;tzen Sie die Umweltauswirkungen von Kupieren CRP Land durch das Environmental Policy integrierte Klima (EPIC)-Modell. EPIC bietet Rand-Bereich Sch&auml;tzungen der Bodenerosion, N&auml;hrstoff Verlust und CO2-Sequestrierung. Wir finden, dass inkrementelle Auswirkungen drastisch steigen, da h&ouml;here Maispreise in Produktion zu bringen mehr &ouml;kologisch fragilen Land. Beibehaltung der derzeitigen Niveau der Umweltqualit&auml;t ben&ouml;tigen wesentlich h&ouml;here Ausgaben. Sogar zulassen f&uuml;r die Kosteneinsparungen, die als CRP Land ergeben w&uuml;rden, verl&auml;sst das Programm, eine &Auml;nderung bei der Ausrichtung von Strategien wahrscheinlich erforderlich, um sicherzustellen, dass das empfindlichste Land nicht das Programm verl&auml;sst.

Produktion von Ethanol aus Mais und Umweltqualit&auml;t: ein Fall von Iowa und die Erhaltung Reserve-Programm.

La crescente domanda per mais a causa dell&#39;espansione dell&#39;etanolo &egrave; aumentato preoccupazioni che terre ambientalmente sensibili si ritir&ograve; dalla produzione agricola e si iscrive in Conservation Reserve Program (CRP) verranno ritagliati nuovamente. Iowa produce etanolo pi&ugrave; di qualsiasi altro stato negli Stati Uniti, e produce anche il maggior parte dei mais. Cos&igrave;, un esame degli impatti dei prezzi pi&ugrave; elevati delle colture su terreni di CRP in Iowa pu&ograve; dare comprensione in che cosa ci potremmo aspettare a livello nazionale negli anni a venire se raccolto i prezzi rimangono alti. Noi costruire le curve di rifornimento terra CRP per vari prezzi del mais e quindi valutare gli impatti ambientali di ritaglio di terra CRP attraverso il modello di politica ambientale integrata con la clima (EPIC). EPIC fornisce stime di bordo del campo di erosione del suolo, perdita di sostanze nutritiva e sequestro del carbonio. Troviamo che gli impatti incrementali aumentano drasticamente come aumento dei prezzi del mais mettono in produzione pi&ugrave; ecologicamente fragile Terra. Mantenere livelli di qualit&agrave; ambientale richieder&agrave; sostanzialmente pi&ugrave; elevati livelli di spesa. Permettendo anche per la riduzione dei costi che vuoi accumulare come terra di CRP lascia il programma, un cambiamento nelle strategie di targeting probabilmente sar&agrave; tenuto ad assicurare che la terra pi&ugrave; sensibile non lasciare il programma.

La produzione di etanolo a base di mais e di qualit&agrave; ambientale: un caso di Iowa e il programma di riserva di conservazione.

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&#xC625;&#xC218;&#xC218; &#xAE30;&#xBC18; &#xC5D0;&#xD0C4;&#xC62C; &#xC0DD;&#xC0B0; &#xBC0F; &#xD658;&#xACBD; &#xD488;&#xC9C8;: &#xC544;&#xC774;&#xC624;&#xC640; &#xBCF4;&#xC874; &#xC608;&#xBE44; &#xD504;&#xB85C;&#xADF8;&#xB7A8;&#xC758; &#xACBD;&#xC6B0;.

Creciente demanda de ma&iacute;z debido a la expansi&oacute;n del etanol ha aumentado las preocupaciones que se pueden recortar otra vez tierras ambientalmente sensibles se retir&oacute; de la producci&oacute;n agr&iacute;cola y matriculados en el programa de conservaci&oacute;n de la reserva (CRP). Iowa produce etanol m&aacute;s que cualquier otro estado de los Estados Unidos, y tambi&eacute;n produce el mayor&iacute;a del ma&iacute;z. As&iacute;, un examen de los impactos de los altos precios de cultivos en tierras de CRP en Iowa puede dar informaci&oacute;n sobre lo que podr&iacute;amos esperar a nivel nacional en los pr&oacute;ximos a&ntilde;os si cultivo precios siguen siendo elevados. Nosotros construir curvas de oferta de tierra CRP para varios precios de ma&iacute;z y luego estimar los impactos ambientales del cultivo de la tierra de CRP a trav&eacute;s del modelo ambiental pol&iacute;tica integrada clima (EPIC). EPIC proporciona estimaciones de borde de campo de erosi&oacute;n del suelo, p&eacute;rdida de nutrientes y secuestro de carbono. Encontramos que impactos incrementales aumentan dram&aacute;ticamente como precios m&aacute;s altos de ma&iacute;z en la producci&oacute;n de tierras m&aacute;s ambientalmente fr&aacute;giles. Mantener los niveles actuales de calidad ambiental requerir&aacute; substancialmente m&aacute;s altos niveles de gasto. Incluso teniendo en cuenta el ahorro de costes que se acumular&iacute;an como tierra de CRP deja el programa, es probable que se requerir&aacute; un cambio en la orientaci&oacute;n de estrategias para asegurar que la tierra m&aacute;s sensible no deja el programa.

Producci&oacute;n de etanol basado en ma&iacute;z y calidad ambiental: un caso de Iowa y el programa de conservaci&oacute;n de la reserva.

&#x7231;&#x8377;&#x534E;&#x5DDE;&#x9700;&#x8981;&#x53D1;&#x5C55;&#x603B;&#x7684;&#x6700;&#x5927;&#x6BCF;&#x65E5;&#x4E3A;&#x8D85;&#x8FC7; 400 &#x7684;&#x53D7;&#x635F;&#x6C34;&#x57DF; 303(d) &#x5217;&#x8868;&#x5217;&#x51FA;&#x7684;&#x6C34;&#x673A;&#x6784;&#x52A0;&#x8F7D; &#xFF08;TMDLs&#xFF09;&#x3002;&#x6D63;&#x718A;&#x6CB3;&#x6D41;&#x57DF;&#xFF0C;&#x6DB5;&#x76D6;&#x7EA6; 9400 km2 &#x7684;&#x4E3B;&#x8981;&#x519C;&#x4E1A;&#x571F;&#x5730;&#xFF0C;&#x5E76;&#x8868;&#x793A;&#x5728;&#x7231;&#x8377;&#x534E;&#x5DDE;&#x897F;&#x90E8;&#x7684;&#x5178;&#x578B;&#x7684;&#x7F8E;&#x56FD;&#x4E2D;&#x897F;&#x90E8;&#x7389;&#x7C73;&#x5E26;&#x533A;&#x57DF;&#xFF0C;&#x53D1;&#x73B0;&#x6709;&#x4E09;&#x4E2A;&#x6D41;&#x90E8;&#x5206;&#x785D;&#x9178;&#x76D0; N.&#x800C;&#x53D7;&#x635F;&#x571F;&#x58E4;&#x548C;&#x6C34;&#x8BC4;&#x4F30;&#x5DE5;&#x5177; (SWAT) &#x5E94;&#x7528;&#x4E8E;&#x6B64;&#x6D41;&#x57DF;&#x4EE5;&#x65B9;&#x4FBF; TMDL &#x7684;&#x53D1;&#x5C55;&#x3002;&#x5EFA;&#x6A21;&#x6846;&#x67B6;&#x7ED3;&#x5408; SWAT &#x7684;&#x652F;&#x6301;&#x8F6F;&#x4EF6;&#x548C;&#x6570;&#x636E;&#x5E93;&#xFF0C;&#x5BF9;&#x5730;&#x5F62;&#x3001; &#x571F;&#x5730;&#x5229;&#x7528;&#x548C;&#x7BA1;&#x7406;&#x3001; &#x571F;&#x58E4;&#x548C;&#x5929;&#x6C14;&#x4FE1;&#x606F;&#x3002;&#x6BCF;&#x5E74;&#x3001; &#x6BCF;&#x6708;&#x6A21;&#x62DF;&#x548C;&#x6D4B;&#x91CF;&#x5F84;&#x6D41;&#x548C;&#x785D;&#x9178;&#x76D0;&#x8D1F;&#x8377;&#x90FD;&#x5BC6;&#x5207;&#x76F8;&#x5173;&#x3002;&#x6D41;&#x57DF;&#x53CD;&#x5E94;&#x8BC4;&#x4F30;&#xFF0C;&#x5728;&#x571F;&#x5730;&#x4F7F;&#x7528;&#x548C;&#x7BA1;&#x7406;&#x8FDB;&#x884C;&#x4E86;&#x66F4;&#x6539;&#x7EDF;&#x4E00;&#x8DE8;&#x6D41;&#x57DF;&#x7684;&#x6D41;&#x57DF;&#x7BA1;&#x7406;&#x65B9;&#x6848;&#x4E00;&#x5957;&#x3002;&#x66F4;&#x6539;&#x6574;&#x4E2A;&#x571F;&#x5730;&#x4E3A;&#x884C;&#x4F5C;&#x7269;&#x7684;&#x65B9;&#x6848;&#x5BFC;&#x81F4;&#x589E;&#x52A0;&#x7684;&#x785D;&#x9178;&#x8D1F;&#x8377;&#x7EA6; 12%&#x7684;&#x4EE5;&#x4E0A;&#x6D41;&#x57DF;&#x51FA;&#x53E3;&#x5904;&#x7684;&#x57FA;&#x51C6;&#x6761;&#x4EF6;&#x3002;&#x4ECE;&#x6218;&#x7565;&#x88AB;&#x53D1;&#x73B0;&#x51CF;&#x5C11;&#x785D;&#x9178;&#x76D0;&#x4ECE; &lt; 1%&#x81F3; 85%&#x5DE6;&#x53F3;&#xFF0C;&#x4E0E;&#x5173;&#x8054;&#x5230;&#x8349;&#x539F;&#x66F4;&#x6539;&#x884C;&#x4F5C;&#x7269;&#x7684;&#x6700;&#x5927;&#x53EF;&#x80FD;&#x51CF;&#x5C11; 15 &#x785D;&#x9178;&#x76D0;&#x8D1F;&#x8F7D;&#x51CF;&#x5C11;&#x7684;&#x7ED3;&#x679C;&#x3002;&#x8FD9;&#x9879;&#x7814;&#x7A76;&#x8868;&#x660E;&#x4F7F;&#x7528;&#x5EFA;&#x6A21;&#x7CFB;&#x7EDF;&#xFF0C;&#x4EE5;&#x65B9;&#x4FBF;&#x8FDB;&#x884C;&#x8D8B;&#x52BF;&#x5206;&#x6790; TMDL &#x6267;&#x884C;&#x6218;&#x7565;&#xFF0C;&#x5305;&#x62EC;&#x76EE;&#x6807;&#x6700;&#x6709;&#x6548;&#x7684;&#x66FF;&#x4EE3;&#x505A;&#x6CD5;&#x5C0F;&#x6D41;&#x57DF;&#x7684;&#x57FA;&#x7840;&#x4E0A;&#x5206;&#x914D;&#x7684;&#x80FD;&#x529B;&#x3002;

&#x603B;&#x6700;&#x5927;&#x6BCF;&#x65E5;&#x8D1F;&#x8F7D;&#x6267;&#x884C;&#x6218;&#x7565;&#x8BC4;&#x4F30;&#x7684;&#x6D63;&#x718A;&#x6CB3;&#xFF0C;&#x7231;&#x8377;&#x534E;&#x5DDE;&#x7684;&#x785D;&#x9178;&#x76D0;&#x51CF;&#x503C;&#x51C6;&#x5907;&#x3002;

The state of Iowa requires developing total maximum daily loads (TMDLs) for over 400 water bodies that are listed on the 303(d) list of the impaired waters. The Raccoon River watershed, which covers approximately 9400 km2 of prime agriculture land and represents a typical Midwestern corn-belt region in west-central Iowa, was found to have three stream segments impaired by nitrate-N. The Soil and Water Assessment Tool (SWAT) was applied to this watershed to facilitate the development of a TMDL. The modeling framework integrates SWAT with supporting software and databases on topography, land use and management, soil, and weather information. Annual and monthly simulated and measured streamflow and nitrate loads were strongly correlated. The watershed response was evaluated for a suite of watershed management scenarios where land use and management changes were made uniformly across the watershed. A scenario of changing the entire land to row crop resulted in an increased nitrate load of about 12% over the baseline condition at the watershed outlet. Results from the 15 nitrate load reduction strategies were found to reduce nitrate from < 1% to about 85%, with the greatest potential reduction associated with changing the row crops to grassland. This research demonstrated the use of a modeling system to facilitate the analyses of TMDL implementation strategies, including the ability to target the most efficient allocation of alternative practices on a subwatershed basis.

Assessment of total maximum daily load implementation strategies for nitrate impairment of the Raccoon River, Iowa.

L&#39;&eacute;tat de l&#39;Iowa n&eacute;cessite de d&eacute;velopper journalier maximal total des charges (TMDL) pour plus de 400 plans d&#39;eau qui figurent sur la liste des 303 des eaux ayant une d&eacute;ficience. Le bassin de la rivi&egrave;re de raton laveur, qui couvre environ 9400 km2 de terrain privil&eacute;gi&eacute; de l&#39;agriculture et repr&eacute;sente une r&eacute;gion de la ceinture de ma&iuml;s du Midwest typique dans le centre-ouest de l&#39;Iowa, a constat&eacute; que trois segments de flux affaiblies par nitrate-N. La Soil and Water Assessment Tool (SWAT) a &eacute;t&eacute; appliqu&eacute; &agrave; ce bassin versant afin de faciliter le d&eacute;veloppement d&#39;un TMDL. Le cadre de mod&eacute;lisation int&egrave;gre SWAT avec l&#39;appui de logiciels et bases de donn&eacute;es sur la topographie, am&eacute;nagement et gestion, le sol et les renseignements m&eacute;t&eacute;orologiques. Annuels et mensuels simulant et mesur&eacute; le d&eacute;bit d&#39;eau et charges de nitrate ont &eacute;t&eacute; fortement corr&eacute;l&eacute;s. La r&eacute;ponse de bassin versant a &eacute;t&eacute; &eacute;valu&eacute;e pour une s&eacute;rie de sc&eacute;narios de gestion de bassin hydrographique o&ugrave; les changements d&#39;utilisation et la gestion des terres ont &eacute;t&eacute; faites uniform&eacute;ment dans l&#39;ensemble du bassin hydrographique. Un sc&eacute;nario de l&#39;&eacute;volution de la terre enti&egrave;re pour r&eacute;colte de rang&eacute;e a entra&icirc;n&eacute; une charge de nitrate une augmentation d&#39;environ 12 % au cours de l&#39;&eacute;tat initial &agrave; l&#39;exutoire du bassin versant. R&eacute;sultats de la r&eacute;duction de charge de 15 nitrate strat&eacute;gies ont &eacute;t&eacute; trouv&eacute;s pour r&eacute;duire les nitrates de &lt; 1 % &agrave; environ 85 %, avec la plus grande r&eacute;duction potentielle associ&eacute;e &agrave; changer les cultures en rangs dans les Prairies. Cette recherche a d&eacute;montr&eacute; l&#39;utilisation d&#39;un syst&egrave;me de mod&eacute;lisation pour faciliter l&#39;analyse des strat&eacute;gies de mise en &oelig;uvre des TMDL, y compris la possibilit&eacute; de cibler l&#39;allocation plus efficace des pratiques alternatives, sur une base du sous-bassin hydrographique.

&Eacute;valuation du total maximal quotidien charge implementation strategies pour cr&eacute;ances douteuses de nitrate du fleuve Raccoon, Iowa.

Des Bundesstaates Iowa erfordert, dass insgesamt maximal t&auml;glich zu entwickeln (TMDLs) f&uuml;r mehr als 400 Gew&auml;sser l&auml;dt, die auf der 303(d)-Liste der gest&ouml;rte Gew&auml;sser aufgef&uuml;hrt sind. Die Wasserscheide des Raccoon River, die deckt etwa 9400 km2 erstklassigen Landwirtschaft Land und stellt eine typische Midwestern Mais-G&uuml;rtel-Region im westlichen zentralen Iowa, wurde festgestellt, dass drei Stream-Segmenten, die durch Nitrat-N. beeintr&auml;chtigt haben Boden und Wasser Assessment Tool (SWAT) wurde auf dieser Wasserscheide zur Erleichterung der Entwicklung einer TMDL angewendet. Modellierung Rahmen integriert SWAT mit Unterst&uuml;tzung von Software und Datenbanken auf Topographie, Landnutzung und Management, Boden und Wetterinformationen. J&auml;hrliche und monatliche simuliert und Abflu&szlig; gemessen und Nitrat Lasten wurden stark korreliert. Die Wasserscheide-Antwort war f&uuml;r eine Reihe von Szenarien der Wasserscheide ausgewertet, in dem Land Nutzung und Bewirtschaftung einheitlich &uuml;ber die Wasserscheide ver&auml;ndert wurde. Ein Szenario &auml;ndern das ganze Land in Zeile Ernte ergab eine erh&ouml;hte Nitrat-Belastung von etwa 12 % &uuml;ber den Ausgangszustand der Wasserscheide-Outlet. Ergibt sich aus der Reduzierung der 15 Nitrat-Belastung Strategien gefunden wurden, um Nitrat von &lt; 1 % auf etwa 85 %, mit der gr&ouml;&szlig;ten m&ouml;glichen Reduzierung, die &Auml;nderung der Zeile-Kulturen in Gr&uuml;nland zugeordnet zu reduzieren. Diese Forschung demonstriert das Verwendung eines Modellierung die Analysen von TMDL Implementierungsstrategien, einschlie&szlig;lich der F&auml;higkeit, die effizienteste Umlageziel alternative Verfahren auf Basis des Subwatershed zu erleichtern.

Bewertung der insgesamt maximale t&auml;gliche Belastung Umsetzungsstrategien f&uuml;r Nitrat Wertminderung des Flusses Waschb&auml;r, Iowa.

Lo stato di Iowa richiede lo sviluppo totale giornaliera massima carica (TMDLs) per oltre 400 corpi di acqua che sono elencati nella lista 303(d) delle acque compromesse. Bacino del fiume Raccoon, che copre circa 9400 km2 di terreno agricolo privilegiata e rappresenta una regione tipica mais del Midwest-cintura in Iowa centro-occidentale, &egrave; stato trovato per avere tre segmenti di flusso alterati da nitrato-N. Il suolo e l&#39;acqua Assessment Tool (SWAT) &egrave; stato applicato a questo spartiacque per facilitare lo sviluppo di un TMDL. Il quadro di modellazione integra SWAT con il supporto di software e database sulla topografia, uso del suolo e gestione, del suolo e informazioni meteo. Annuale e mensile simulato e misurato il deflusso e nitrato carichi erano fortemente correlati. La risposta di spartiacque &egrave; stata valutata per una suite di scenari di gestione del bacino idrografico dove sono state apportate modifiche di uso e gestione di terra uniformemente attraverso lo spartiacque. Uno scenario di cambiare l&#39;intera terra per il raccolto di fila ha portato un carico di nitrato aumentata di circa il 12% sopra la condizione di base all&#39;uscita del bacino idrografico. Risultati dalla riduzione del carico di 15 nitrato strategie sono stati trovati per ridurre nitrato da &lt; 1% a circa l&#39;85%, con la riduzione potenziale pi&ugrave; grande associata cambiando i raccolti di fila a pascolo. Questa ricerca ha dimostrato l&#39;utilizzo di un sistema di modellazione per facilitare l&#39;analisi delle strategie di implementazione TMDL, tra cui la possibilit&agrave; di indirizzare il pi&ugrave; efficiente allocazione delle pratiche alternative su base subwatershed.

Valutazione di totale massima giornaliera carico implementazione strategie danno nitrato del fiume Raccoon, Iowa.

&#x30A2;&#x30A4;&#x30AA;&#x30EF;&#x5DDE;&#x3067;&#x306F;&#x3001;&#x5408;&#x8A08;&#x6700;&#x5927;&#x6BCE;&#x65E5;&#x306E;&#x958B;&#x767A; &#xFF08;TMDLs&#xFF09; &#x969C;&#x5BB3;&#x8005;&#x306E;&#x6C34;&#x306E; 303(d) &#x30EA;&#x30B9;&#x30C8;&#x306B;&#x8A18;&#x8F09;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x308B; 400 &#x4EE5;&#x4E0A;&#x306E;&#x6C34;&#x30DC;&#x30C7;&#x30A3;&#x304C;&#x30ED;&#x30FC;&#x30C9;&#x304C;&#x5FC5;&#x8981;&#x3067;&#x3059;&#x3002;&#x30D7;&#x30E9;&#x30A4;&#x30E0;&#x8FB2;&#x696D;&#x306E;&#x571F;&#x5730;&#x306E;&#x7D04; 9400 km2 &#x3092;&#x30AB;&#x30D0;&#x30FC;&#x3057;&#x3001;&#x897F;&#x4E2D;&#x592E;&#x306E;&#x30A2;&#x30A4;&#x30AA;&#x30EF;&#x5DDE;&#x5185;&#x306E;&#x5178;&#x578B;&#x7684;&#x306A;&#x4E2D;&#x897F;&#x90E8;&#x306E;&#x30C8;&#x30A6;&#x30E2;&#x30ED;&#x30B3;&#x30B7; &#x30D9;&#x30EB;&#x30C8;&#x9818;&#x57DF;&#x3092;&#x8868;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3001;&#x30E9;&#x30AF;&#x30FC;&#x30F3;&#x5DDD;&#x6D41;&#x57DF;&#x306F;&#x3001;&#x785D;&#x9178;-N &#x3067;&#x969C;&#x5BB3;&#x306E;&#x3042;&#x308B; 3 &#x3064;&#x306E;&#x30B9;&#x30C8;&#x30EA;&#x30FC;&#x30E0;&#x306E;&#x30BB;&#x30B0;&#x30E1;&#x30F3;&#x30C8;&#x304C;&#x767A;&#x898B;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x571F;&#x58CC;&#x3068;&#x6C34;&#x30A2;&#x30BB;&#x30B9;&#x30E1;&#x30F3;&#x30C8; &#x30C4;&#x30FC;&#x30EB; &#xFF08;SWAT&#xFF09;&#x3001;TMDL &#x306E;&#x958B;&#x767A;&#x3092;&#x5BB9;&#x6613;&#x306B;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x306E;&#x6D41;&#x57DF;&#x306B;&#x9069;&#x7528;&#x3057;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0; framework SWAT &#x30BD;&#x30D5;&#x30C8;&#x30A6;&#x30A7;&#x30A2;&#x3068;&#x30C7;&#x30FC;&#x30BF;&#x30D9;&#x30FC;&#x30B9;&#x306E;&#x5730;&#x5F62;&#x3001;&#x571F;&#x5730;&#x5229;&#x7528;&#x3068;&#x7BA1;&#x7406;&#x3001;&#x571F;&#x58CC;&#x3001;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x5929;&#x6C17;&#x4E88;&#x5831;&#x306E;&#x60C5;&#x5831;&#x652F;&#x63F4;&#x3068;&#x7D71;&#x5408;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x5E74;&#x6B21;&#x30FB;&#x6708;&#x6B21;&#x30B7;&#x30DF;&#x30E5;&#x30EC;&#x30FC;&#x30C8;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x6CB3;&#x5DDD;&#x6D41;&#x91CF;&#x6E2C;&#x5B9A;&#x3057;&#x3001;&#x785D;&#x9178;&#x8CA0;&#x8377;&#x304C;&#x5F37;&#x304F;&#x76F8;&#x95A2;&#x3057;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x6D41;&#x57DF;&#x5FDC;&#x7B54;&#x306E;&#x571F;&#x5730;&#x5229;&#x7528;&#x3068;&#x7BA1;&#x7406;&#x306E;&#x5909;&#x5316;&#x306F;&#x3001;&#x4E00;&#x69D8;&#x306B;&#x6D41;&#x57DF;&#x5168;&#x4F53;&#x3067;&#x4F5C;&#x3089;&#x308C;&#x305F;&#x6D41;&#x57DF;&#x7BA1;&#x7406;&#x30B7;&#x30CA;&#x30EA;&#x30AA;&#x306E;&#x30B9;&#x30A4;&#x30FC;&#x30C8;&#x306E;&#x8A55;&#x4FA1;&#x3060;&#x3063;&#x305F;&#x3002;&#x5168;&#x4F53;&#x306E;&#x571F;&#x5730;&#x306E;&#x884C;&#x4F5C;&#x7269;&#x306B;&#x5909;&#x66F4;&#x306E;&#x30B7;&#x30CA;&#x30EA;&#x30AA;&#x306F;&#x7D04; 12 &#xFF05; &#x306E;&#x5897;&#x52A0;&#x785D;&#x9178;&#x8CA0;&#x8377;&#x3067;&#x6D41;&#x57DF;&#x30A2;&#x30A6;&#x30C8;&#x30EC;&#x30C3;&#x30C8;&#x3067;&#x30D9;&#x30FC;&#x30B9;&#x30E9;&#x30A4;&#x30F3;&#x72B6;&#x614B;&#x3067;&#x8D77;&#x56E0;&#x3057;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x6226;&#x7565;&#x8349;&#x5730;&#x3078;&#x306E;&#x884C;&#x306E;&#x4F5C;&#x7269;&#x306E;&#x5909;&#x66F4;&#x306B;&#x4F34;&#x3046;&#x6F5C;&#x5728;&#x7684;&#x306A;&#x524A;&#x6E1B;&#x3092;&#x6700;&#x5927; &lt; 1% &#x304B;&#x3089; 85% &#x306E;&#x785D;&#x9178;&#x6E1B;&#x3089;&#x3059;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x767A;&#x898B;&#x3055;&#x308C;&#x305F; 15 &#x785D;&#x9178;&#x8CA0;&#x8377;&#x524A;&#x6E1B;&#x304B;&#x3089;&#x306E;&#x7D50;&#x679C;&#x3002;&#x3053;&#x306E;&#x7814;&#x7A76;&#x306F;&#x6D41;&#x57DF;&#x5358;&#x4F4D;&#x4EE3;&#x66FF;&#x30D7;&#x30E9;&#x30AF;&#x30C6;&#x30A3;&#x30B9;&#x306E;&#x6700;&#x3082;&#x52B9;&#x7387;&#x7684;&#x306A;&#x914D;&#x5206;&#x3092;&#x30BF;&#x30FC;&#x30B2;&#x30C3;&#x30C8;&#x3068;&#x3059;&#x308B;&#x6A5F;&#x80FD;&#x3092;&#x542B;&#x3080; TMDL &#x5B9F;&#x65BD;&#x6226;&#x7565;&#x306E;&#x5206;&#x6790;&#x3092;&#x5BB9;&#x6613;&#x306B;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0; &#x30B7;&#x30B9;&#x30C6;&#x30E0;&#x306E;&#x4F7F;&#x7528;&#x3092;&#x8A8D;&#x3081;&#x305F;&#x3002;

&#x785D;&#x9178;&#x6E1B;&#x640D;&#x30E9;&#x30AF;&#x30FC;&#x30F3;&#x5DDD;&#x3001;&#x30A2;&#x30A4;&#x30AA;&#x30EF;&#x5DDE;&#x306E;&#x5408;&#x8A08;&#x306E;&#x6700;&#x5927;&#x6BCE;&#x65E5;&#x30ED;&#x30FC;&#x30C9;&#x306E;&#x5B9F;&#x88C5;&#x306E;&#x6226;&#x7565;&#x306E;&#x8A55;&#x4FA1;&#x3002;

&#xC544;&#xC774;&#xC624;&#xC640; &#xC8FC; &#xC7A5;&#xC560;&#xC778;&#xB41C; &#xBC14;&#xB2E4;&#xC758; 303(d) &#xBAA9;&#xB85D;&#xC5D0; &#xB098;&#xC640; &#xC788;&#xB294; 400 &#xAC1C; &#xC774;&#xC0C1;&#xC758; &#xBB3C; &#xC2DC;&#xCCB4; (TMDLs) &#xB85C;&#xB4DC; &#xCD1D; &#xCD5C;&#xB300; &#xB9E4;&#xC77C; &#xAC1C;&#xBC1C; &#xD544;&#xC694;. &#xC57D; 9400 k m 2&#xC758; &#xC8FC;&#xC694; &#xB18D;&#xC5C5; &#xD1A0;&#xC9C0;&#xB97C; &#xCEE4;&#xBC84; &#xD558; &#xACE0; &#xC544;&#xC774;&#xC624;&#xC640; &#xC11C;&#xCABD; &#xC911;&#xC559;&#xC5D0;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC804;&#xD615;&#xC801;&#xC778; &#xC911;&#xC11C;&#xBD80; &#xC625;&#xC218;&#xC218; &#xBCA8;&#xD2B8; &#xC9C0;&#xC5ED;&#xC744; &#xB098;&#xD0C0;&#xB0C5;&#xB2C8;&#xB2E4;, &#xB108;&#xAD6C;&#xB9AC; &#xAC15; &#xC720;&#xC5ED; 3 &#xC2A4;&#xD2B8;&#xB9BC; &#xC138;&#xADF8;&#xBA3C;&#xD2B8; &#xC9C8;&#xC0B0;&#xC5FC; &#xBD81; &#xC544; &#xC77C;&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xC190;&#xC0C1; &#xBC1C;&#xACAC; &#xB410;&#xB2E4; &#xD1A0;&#xC591; &#xBC0F; &#xBB3C; &#xD3C9;&#xAC00; &#xB3C4;&#xAD6C; (SWAT)&#xB294; TMDL &#xAC1C;&#xBC1C;&#xC744; &#xCD09;&#xC9C4; &#xD558;&#xAE30; &#xC704;&#xD558;&#xC5EC;&#xC774; &#xC720;&#xC5ED;&#xC5D0; &#xC801;&#xC6A9; &#xB418;&#xC5C8;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xBAA8;&#xB378;&#xB9C1; &#xD504;&#xB808;&#xC784; &#xC6CC;&#xD06C; &#xD1B5;&#xD569; &#xD2B9;&#xC218; &#xAE30;&#xB3D9; &#xB300;, &#xD1A0;&#xC9C0; &#xC774;&#xC6A9; &#xBC0F; &#xAD00;&#xB9AC;, &#xD1A0;&#xC591;, &#xC9C0;&#xD615;&#xACFC; &#xB0A0;&#xC528; &#xC815;&#xBCF4;&#xC5D0; &#xC18C;&#xD504;&#xD2B8;&#xC6E8;&#xC5B4; &#xBC0F; &#xB370;&#xC774;&#xD130;&#xBCA0;&#xC774;&#xC2A4;&#xB97C; &#xC9C0; &#xC6D0;&#xD558;&#xB294;. &#xC5F0;&#xAC04; &#xBC0F; &#xC6D4;&#xBCC4; &#xC2DC;&#xBBAC;&#xB808;&#xC774;&#xC158; &#xBC0F; streamflow &#xCE21;&#xC815; &#xBC0F; &#xC9C8;&#xC0B0;&#xC5FC; &#xBD80;&#xD558; &#xAC15;&#xD558;&#xAC8C; &#xC0C1;&#xAD00; &#xD588;&#xB2E4;. &#xC720;&#xC5ED; &#xC751;&#xB2F5; &#xD1A0;&#xC9C0; &#xC774;&#xC6A9; &#xBC0F; &#xAD00;&#xB9AC; &#xBCC0;&#xACBD; &#xC720;&#xC5ED;&#xC5D0; &#xAC78;&#xCCD0; &#xADE0;&#xC77C; &#xD558; &#xAC8C; &#xB9CC;&#xB4E0; &#xB41C; &#xC720;&#xC5ED; &#xAD00;&#xB9AC; &#xC2DC;&#xB098;&#xB9AC;&#xC624;&#xC758; &#xC81C;&#xD488;&#xAD70;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xD3C9;&#xAC00; &#xBC1B;&#xC558;&#xB2E4;. &#xD589; &#xC791;&#xBB3C; &#xC804;&#xCCB4; &#xD1A0;&#xC9C0; &#xBCC0;&#xACBD;&#xC758; &#xACBD;&#xC6B0; &#xC57D; 12%&#xC758; &#xC99D;&#xAC00; &#xC9C8;&#xC0B0;&#xC5FC; &#xBD80;&#xD558; &#xC720;&#xC5ED; &#xCD9C;&#xAD6C;&#xC5D0;&#xC11C; &#xCD08;&#xAE30; &#xC870;&#xAC74; &#xC774;&#xC0C1;&#xC758; &#xACB0;&#xACFC;. &#xACB0;&#xACFC; 15 &#xC9C8;&#xC0B0;&#xC5FC; &#xBD80;&#xD558; &#xAC10;&#xC18C; &#xC804;&#xB7B5; &#xAD00;&#xB828; &#xD589; &#xC791;&#xBB3C; &#xCD08;&#xC6D0;&#xC5D0; &#xBCC0;&#xACBD; &#xB41C; &#xAC00;&#xC7A5; &#xD070; &#xC7A0;&#xC7AC;&#xC801;&#xC778; &#xAC10;&#xC18C;&#xC640; &#xD568;&#xAED8; &lt; 1%&#xC5D0;&#xC11C; &#xC57D; 85%, &#xC9C8;&#xC0B0;&#xC5FC;&#xC744; &#xC904;&#xC77C; &#xAC83;&#xC744; &#xBC1C;&#xACAC; &#xD588;&#xB2E4;. &#xC774; &#xC5F0;&#xAD6C; TMDL &#xAD6C;&#xD604; &#xC804;&#xB7B5;, &#xB300;&#xC0C1;&#xC73C;&#xB85C; subwatershed&#xB85C; &#xB300;&#xCCB4; &#xAD00;&#xD589;&#xC758; &#xAC00;&#xC7A5; &#xD6A8;&#xC728;&#xC801;&#xC778; &#xD560;&#xB2F9; &#xD558;&#xB294; &#xAE30;&#xB2A5;&#xC744; &#xD3EC;&#xD568; &#xD558; &#xC5EC; &#xBD84;&#xC11D;&#xC744; &#xC6A9;&#xC774; &#xD558; &#xAC8C; &#xBAA8;&#xB378;&#xB9C1; &#xC2DC;&#xC2A4;&#xD15C;&#xC758; &#xC0AC;&#xC6A9;&#xC744; &#xC2DC;&#xC5F0; &#xD588;&#xB2E4;.

&#xCD1D; &#xCD5C;&#xB300; &#xC77C;&#xC77C; &#xBD80;&#xD558; &#xAD6C;&#xD604; &#xC804;&#xB7B5;&#xC758; &#xB108;&#xAD6C;&#xB9AC; &#xAC15; &#xC544;&#xC774;&#xC624;&#xC640; &#xC9C8;&#xC0B0;&#xC5FC; &#xC7A5;&#xC560;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xD3C9;&#xAC00;.

El estado de Iowa requiere desarrollar total diaria m&aacute;xima carga (TMDLs) para m&aacute;s de 400 cuerpos de agua que figuran en la lista 303 (d) de las aguas deterioradas. La cuenca del r&iacute;o de mapache, que cubre aproximadamente 9400 km2 de tierras agr&iacute;colas de primera y representa una regi&oacute;n Maicera Midwestern t&iacute;pico en el centro-oeste de Iowa, fue encontrada para tener tres segmentos de corriente deteriorados por nitrato-N. El suelo y la herramienta de evaluaci&oacute;n de agua (SWAT) se aplic&oacute; a esta cuenca para facilitar el desarrollo de una TMDL. El marco de modelado integra SWAT con el apoyo de software y bases de datos en informaci&oacute;n meteorol&oacute;gica, ordenamiento y gesti&oacute;n, suelo y topograf&iacute;a. Anuales y mensuales simularon y medici&oacute;n de caudales y cargas de nitrato se correlacionaron fuertemente. Se evalu&oacute; la respuesta de la cuenca para un conjunto de escenarios de manejo de Cuenca donde cambios de uso y manejo de tierras quedaran uniformemente a trav&eacute;s de la cuenca. Un escenario de cambio de toda la tierra para cultivo en hilera dio lugar a una carga de nitrato aumento de alrededor del 12% sobre la condici&oacute;n de la l&iacute;nea de fondo a la salida de la cuenca. Resultados de la reducci&oacute;n de la carga de 15 nitrato encontraron a estrategias para reducir el nitrato del &lt; 1% a cerca del 85%, con la mayor reducci&oacute;n de potencial asociada con el cambio de los cultivos en hileras a pastizales. Esta investigaci&oacute;n demostr&oacute; el uso de un sistema de modelado para facilitar los an&aacute;lisis de estrategias de implementaci&oacute;n de TMDL, incluyendo la posibilidad de dirigir la asignaci&oacute;n m&aacute;s eficiente de pr&aacute;cticas alternativas sobre la base de una subcuenca.

Evaluaci&oacute;n de estrategias de aplicaci&oacute;n de la carga total del m&aacute;ximo diario por desvalorizaci&oacute;n de nitrato del r&iacute;o mapache, Iowa.

2008 &#x5E74;&#xFF0C;&#x58A8;&#x897F;&#x54E5;&#x6E7E;&#xFF0C;&#x6D4B;&#x91CF; 20 720 km2 &#x7684;&#x7F3A;&#x6C27;&#x533A;&#x662F;&#x4E00;&#x4E2A;&#x4E24;&#x4E2A;&#x6700;&#x5927;&#x7684;&#x62A5;&#x544A;&#x4EE5;&#x6765;&#x8BE5;&#x533A;&#x57DF;&#x7684;&#x6D4B;&#x91CF;&#x59CB;&#x4E8E; 1985 &#x5E74;&#x3002;&#x7F3A;&#x6C27;&#x533A;&#x8303;&#x56F4;&#x4E0E;&#x6C2E;&#x3001; &#x78F7;&#x8D1F;&#x8377;&#x6E90;&#x81EA;&#x4E0A;&#x5728;&#x4E0A;&#x90E8;&#x4E2D;&#x897F;&#x90E8;&#x519C;&#x4E1A;&#x9886;&#x57DF;&#x6709;&#x5173;&#x3002;&#x8FD9;&#x9879;&#x7814;&#x7A76;&#x5C06;&#x7ED3;&#x5408;&#x5728;&#x4E00;&#x8D77;&#x7684;&#x8FDB;&#x5316;&#x8BA1;&#x7B97;&#x4E0E;&#x6C34;&#x8D28;&#x6A21;&#x578B;&#x5DE5;&#x5177;&#x548C;&#x6210;&#x672C;&#x6570;&#x636E;&#x4E3A;&#x6307;&#x5B9A;&#x6700;&#x5C0F;&#x7684;&#x4E0A;&#x90E8;&#x5BC6;&#x897F;&#x897F;&#x6BD4;&#x6CB3;&#x6D41;&#x57DF;&#x5F00;&#x53D1;&#x6743;&#x8861;&#x524D;&#x6CBF;&#x6210;&#x672C;&#x5B9E;&#x73B0;&#x517B;&#x5206;&#x51CF;&#x5C11;&#x548C;&#x6240;&#x9700;&#x7684;&#x519C;&#x4E1A;&#x4FDD;&#x62A4;&#x505A;&#x6CD5;&#x7684;&#x4F4D;&#x7F6E;&#x3002;&#x524D;&#x5141;&#x8BB8;&#x51B3;&#x7B56;&#x8005;&#x548C;&#x5229;&#x76CA;&#x6538;&#x5173;&#x65B9;&#x660E;&#x786E;&#x770B;&#x5230;&#x6210;&#x672C;&#x548C;&#x517B;&#x5206;&#x51CF;&#x5C11;&#x4E4B;&#x95F4;&#x7684;&#x6743;&#x8861;&#x3002;&#x4F8B;&#x5982;&#xFF0C;&#x5E74;&#x5EA6;&#x785D;&#x6001;&#x6C2E;&#x7684;&#x8377;&#x8F7D;&#x51CF;&#x5C11; 30%&#x7684;&#x6210;&#x672C;&#xFF0C;&#x9884;&#x8BA1;&#x7F8E;&#x56FD;&#x7F8E;&#x5143; 14 &#x4EBF;/&#x5E74;&#xFF0C;P &#x4E5F;&#x76F8;&#x5E94;&#x51CF;&#x5C11; 36%&#x548C;&#x8377;&#x8F7D;&#x4F5C;&#x7528; P &#x6BCF;&#x5E74;&#x51CF;&#x5C11; 30%&#x7684;&#x6210;&#x672C;&#xFF0C;&#x9884;&#x8BA1;&#x7F8E;&#x56FD;&#x7F8E;&#x5143; 3 &#x4EBF; 7000 &#x4E07;/&#x5E74;&#xFF0C;&#x785D;&#x9178;&#x76D0; N.&#x76F8;&#x5E94;&#x51CF;&#x5C11; 9 %

&#x58A8;&#x897F;&#x54E5;&#x6D77;&#x6E7E;&#x7F3A;&#x6C27;&#x533A;&#x519C;&#x4E1A;&#x517B;&#x5206;&#x8D21;&#x732E;&#x7684;&#x8D39;&#x7528;&#x6700;&#x5C11;&#x7684;&#x63A7;&#x5236;&#x3002;

In 2008, the hypoxic zone in the Gulf of Mexico, measuring 20 720 km2, was one of the two largest reported since measurement of the zone began in 1985. The extent of the hypoxic zone is related to nitrogen and phosphorous loadings originating on agricultural fields in the upper Midwest. This study combines the tools of evolutionary computation with a water quality model and cost data to develop a trade-off frontier for the Upper Mississippi River Basin specifying the least cost of achieving nutrient reductions and the location of the agricultural conservation practices needed. The frontier allows policymakers and stakeholders to explicitly see the trade-offs between cost and nutrient reductions. For example, the cost of reducing annual nitrate-N loadings by 30% is estimated to be US$1.4 billion/year, with a concomitant 36% reduction in P and the cost of reducing annual P loadings by 30% is estimated to be US$370 million/year, with a concomitant 9% reduction in nitrate-N.

Least-cost control of agricultural nutrient contributions to the Gulf of Mexico hypoxic zone.

En 2008, la zone hypoxique dans le golfe du Mexique, mesurant 20 720 km2, a &eacute;t&eacute; un des deux plus importants signal&eacute;s depuis le d&eacute;but de la mesure de la zone en 1985. L&#39;&eacute;tendue de la zone hypoxique est li&eacute; &agrave; l&#39;azote et les charges de phosphore provenant des champs agricoles dans le Haut-Midwest. Cette &eacute;tude combine les outils de calcul &eacute;volutif avec un mod&egrave;le de qualit&eacute; de l&#39;eau et le co&ucirc;tent des donn&eacute;es pour mettre une fronti&egrave;re de compromis pour le bassin sup&eacute;rieur du fleuve Mississippi, sp&eacute;cifiant le moins rentable d&#39;atteindre les r&eacute;ductions des &eacute;l&eacute;ments nutritifs et l&#39;emplacement des pratiques agricoles de conservation n&eacute;cessaires. La fronti&egrave;re permet les d&eacute;cideurs et les intervenants de voir explicitement les compromis entre le co&ucirc;t et la r&eacute;duction des &eacute;l&eacute;ments nutritifs. Par exemple, le co&ucirc;t de la r&eacute;duction des charges d&#39;azote annuelles de 30 % est estim&eacute; &agrave; US$ 1,4 milliards/an, avec une r&eacute;duction concomitante de 36 % en P et le co&ucirc;t de la r&eacute;duction des charges annuelles de P de 30 % est estim&eacute; &agrave; US$ 370 millions/an, avec une r&eacute;duction concomitante de 9 % en nitrate-N.

Contr&ocirc;le de moindre co&ucirc;t des contributions de nutriments agricoles &agrave; la zone hypoxique du golfe du Mexique.

Im Jahr 2008 z&auml;hlte die Hypoxie Zone in den Golf von Mexiko, Messung 20 720 km2, die beiden gr&ouml;&szlig;ten berichtet seit Beginn der Messung der Zone im Jahr 1985. Das Ausma&szlig; der Hypoxie Zone bezieht sich auf Stickstoff und Phosphor Belastungen von Feldern im oberen mittleren Westen stammen. Diese Studie kombiniert die Werkzeuge evolutionary Computation mit einem Wasser-Qualit&auml;t-Modell und Kostendaten eine Trade-off-Grenze f&uuml;r das obere Mississippi River-Becken, die Angabe zumindest zu entwickeln Kosten N&auml;hrstoff K&uuml;rzungen und die Lage der Erhaltung der landwirtschaftlichen Praktiken ben&ouml;tigt zu erreichen. Die Grenze kann politische Entscheidungstr&auml;ger und beteiligten Kompromisse zwischen Kosten und nahrhafte K&uuml;rzungen explizit zu sehen. Zum Beispiel einer der Reduzierung der j&auml;hrlicher Nitrat-N Belastungen von 30 % wird auf gesch&auml;tzt US$ 1,4 Milliarden/Jahr, mit einer damit einhergehenden Verringerung 36 % P und einer der Reduzierung der j&auml;hrlicher P-Belastungen von 30 % wird auf gesch&auml;tzt US$ 370 Millionen/Jahr, mit einem damit einhergehenden 9 % R&uuml;ckgang der Nitrat-N.

Least Cost Steuerung der landwirtschaftlichen N&auml;hrstoff Beitr&auml;ge der Hypoxie Zone des Golf von Mexiko.

Nel 2008, la zona ipossica nel Golfo del Messico, misura 20 720 km2, fu uno dei due pi&ugrave; grandi segnalati dal momento che la misurazione della zona inizi&ograve; nel 1985. La misura della zona ipossica &egrave; legata all&#39;azoto e fosforo carichi originarie su campi agricoli nel Midwest superiore. Questo studio combina gli strumenti di calcolo evolutivo con un modello di qualit&agrave; dell&#39;acqua e dei costi dei dati per sviluppare una frontiera di trade-off per il bacino superiore del fiume del Mississippi specificando il minimo costo di conseguire riduzioni dei nutrienti e la posizione delle pratiche agricole conservazione necessarie. La frontiera permette i responsabili politici e parti interessate vedere in modo esplicito il trade-off tra il costo e la riduzione dei nutrienti. Ad esempio, il costo della riduzione annuali di nitrato-N carichi del 30% &egrave; stimato a US$ 1,4 miliardi/anno, con una concomitante riduzione del 36% P e il costo della riduzione annuali carichi P del 30% &egrave; stimato a US$ 370 milioni/anno, con una concomitante riduzione del 9% nitrato-N.

Least cost control di contributi agricoli dei nutrienti alla zona ipossica del Golfo del Messico.

2008 &#x5E74;&#x3001;20 720 km2 &#x6E2C;&#x5B9A;&#x30E1;&#x30AD;&#x30B7;&#x30B3;&#x6E7E;&#x306B;&#x304A;&#x3051;&#x308B;&#x4F4E;&#x9178;&#x7D20;&#x30BE;&#x30FC;&#x30F3; 1 &#x3064;&#x306E;&#x6700;&#x5927;&#x306E; 2 &#x3064;&#x306E;&#x30BE;&#x30FC;&#x30F3;&#x306E;&#x6E2C;&#x5B9A;&#x306F; 1985 &#x5E74;&#x4EE5;&#x6765;&#x306E;&#x5831;&#x544A;&#x3060;&#x3063;&#x305F;&#x3002;&#x4F4E;&#x9178;&#x7D20;&#x306E;&#x30BE;&#x30FC;&#x30F3;&#x306E;&#x7BC4;&#x56F2;&#x306F;&#x3001;&#x7A92;&#x7D20;&#x3068;&#x30EA;&#x30F3;&#x306E;&#x8377;&#x91CD;&#x3092;&#x4E0A;&#x90E8;&#x306E;&#x7C73;&#x56FD;&#x4E2D;&#x897F;&#x90E8;&#x306E;&#x8FB2;&#x696D;&#x5206;&#x91CE;&#x3092;&#x767A;&#x4FE1;&#x306B;&#x95A2;&#x9023;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x672C;&#x7814;&#x7A76;&#x306F;&#x6C34;&#x8CEA;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;&#x306E;&#x9032;&#x5316;&#x8A08;&#x7B97;&#x306E;&#x30C4;&#x30FC;&#x30EB;&#x3092;&#x7D44;&#x307F;&#x5408;&#x308F;&#x305B;&#x305F;&#x3068;&#x30B3;&#x30B9;&#x30C8;&#x306E;&#x30C8;&#x30EC;&#x30FC;&#x30C9;&#x30AA;&#x30D5;&#x306E;&#x30D5;&#x30ED;&#x30F3;&#x30C6;&#x30A3;&#x30A2;&#x3092;&#x5C11;&#x306A;&#x304F;&#x3068;&#x3082;&#x6307;&#x5B9A;&#x3059;&#x308B;&#x30A2;&#x30C3;&#x30D1;&#x30FC; &#x30DF;&#x30B7;&#x30B7;&#x30C3;&#x30D4;&#x5DDD;&#x6D41;&#x57DF;&#x306E;&#x958B;&#x767A;&#x30C7;&#x30FC;&#x30BF;&#x6804;&#x990A;&#x7D20;&#x524A;&#x6E1B;&#x3068;&#x5FC5;&#x8981;&#x306A;&#x8FB2;&#x696D;&#x306E;&#x4FDD;&#x5168;&#x6163;&#x884C;&#x306E;&#x4F4D;&#x7F6E;&#x3092;&#x9054;&#x6210;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x30B3;&#x30B9;&#x30C8;&#x3002;&#x30D5;&#x30ED;&#x30F3;&#x30C6;&#x30A3;&#x30A2;&#x306F;&#x3001;&#x653F;&#x7B56;&#x7ACB;&#x6848;&#x8005;&#x3084;&#x5229;&#x5BB3;&#x95A2;&#x4FC2;&#x8005;&#x306E;&#x30B3;&#x30B9;&#x30C8;&#x3068;&#x6804;&#x990A;&#x7D20;&#x524A;&#x6E1B;&#x3068;&#x306E;&#x30C8;&#x30EC;&#x30FC;&#x30C9;&#x30AA;&#x30D5;&#x3092;&#x660E;&#x793A;&#x7684;&#x306B;&#x53C2;&#x7167;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x3067;&#x304D;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x305F;&#x3068;&#x3048;&#x3070;&#x3001;&#x5E74;&#x6B21;&#x306E;&#x785D;&#x9178;&#x614B;&#x7A92;&#x7D20;&#x8CA0;&#x8377;&#x91CF;&#x3092; 30 &#xFF05; &#x524A;&#x6E1B;&#x306E;&#x30B3;&#x30B9;&#x30C8;&#x7C73;&#x56FD;$ 14 &#x5104;/&#x5E74;&#x3001;P &#x306E;&#x4F75;&#x7528; 36% &#x524A;&#x6E1B;&#x3068;&#x63A8;&#x5B9A;&#x3055;&#x308C;&#x308B;&#x3001;&#x6BCE;&#x5E74;&#x6052;&#x4F8B;&#x306E; P &#x8377;&#x91CD; 30 &#xFF05; &#x524A;&#x6E1B;&#x306E;&#x30B3;&#x30B9;&#x30C8;&#x7C73;&#x56FD;$ 3 &#x5104; 7000 &#x4E07;/&#x5E74;&#x3001;&#x785D;&#x9178; N. &#x4F75;&#x7528; 9 &#xFF05; &#x524A;&#x6E1B;&#x3068;&#x63A8;&#x5B9A;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#x30E1;&#x30AD;&#x30B7;&#x30B3;&#x6E7E;&#x306E;&#x4F4E;&#x9178;&#x7D20;&#x30BE;&#x30FC;&#x30F3;&#x3078;&#x306E;&#x8FB2;&#x696D;&#x6804;&#x990A;&#x306E;&#x6700;&#x5C0F;&#x30B3;&#x30B9;&#x30C8; &#x30B3;&#x30F3;&#x30C8;&#x30ED;&#x30FC;&#x30EB;&#x3002;

2008 &#xB144;, &#xBA55;&#xC2DC;&#xCF54;&#xB9CC;, &#xCE21;&#xC815; 20 720 k m 2&#xC5D0;&#xC5D0;&#xC11C; hypoxic &#xC601;&#xC5ED; &#xD558;&#xB098; &#xAC00;&#xC7A5; &#xD070; &#xB450; &#xC601;&#xC5ED;&#xC758; &#xCE21;&#xC815; 1985 &#xB144;&#xC5D0; &#xC2DC;&#xC791; &#xB41C; &#xC774;&#xD6C4;&#xB97C; &#xBCF4;&#xACE0; &#xD588;&#xB2E4;. Hypoxic &#xC601;&#xC5ED;&#xC758; &#xC815;&#xB3C4; &#xC9C8;&#xC18C;&#xC640; &#xC778; &#xC2E0; &#xC704; Midwest&#xC5D0; &#xC788;&#xB294; &#xB18D;&#xC5C5; &#xBD84;&#xC57C;&#xC5D0; &#xBC1C;&#xC0DD; &#xD558;&#xB294; &#xAD00;&#xB828;&#xC774; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC774; &#xC5F0;&#xAD6C; &#xBB3C; &#xD488;&#xC9C8; &#xBAA8;&#xB378; &#xC9C4;&#xD654; &#xACC4;&#xC0B0; &#xB3C4;&#xAD6C; &#xACB0;&#xD569; &#xBE44;&#xC6A9; &#xCD5C;&#xC18C; &#xC9C0;&#xC815; &#xC704; &#xBBF8;&#xC2DC;&#xC2DC;&#xD53C; &#xAC15; &#xBD84; &#xC9C0;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xD2B8;&#xB808;&#xC774;&#xB4DC; &#xC624;&#xD504; &#xD504;&#xB860;&#xD2F0;&#xC5B4; &#xAC1C;&#xBC1C; &#xB370;&#xC774;&#xD130; &#xBC0F; &#xC601;&#xC591;&#xC18C; &#xAC10;&#xC18C; &#xBC0F; &#xD544;&#xC694;&#xD55C; &#xB18D;&#xC5C5; &#xBCF4;&#xC804; &#xAD00;&#xD589;&#xC758; &#xC704;&#xCE58;&#xB97C; &#xB2EC;&#xC131; &#xD558;&#xAE30;&#xC758; &#xBE44;&#xC6A9;. &#xAD6D;&#xACBD; &#xC815;&#xCC45; &#xC785;&#xC548;&#xC790; &#xBC0F; &#xC774;&#xD574; &#xAD00;&#xACC4;&#xC790; &#xBA85;&#xC2DC;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xC601;&#xC591;&#xC18C; &#xAC10;&#xC18C; &#xBC0F; &#xBE44;&#xC6A9; &#xAC04;&#xC758; &#xC808;&#xCDA9;&#xC744; &#xBCFC; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC608;&#xB97C; &#xB4E4;&#xC5B4;, 30%&#xB85C; &#xC5F0;&#xAC04; &#xC9C8;&#xC0B0;&#xC5FC; N &#xBD80;&#xD558;&#xB7C9;&#xC744; &#xC904;&#xC774;&#xB294; &#xBE44;&#xC6A9; US$ 1.4 10 &#xC5B5;/&#xB144;, P 36% &#xAC10;&#xC18C;&#xB97C; &#xC218; &#xBC18;&#xD558;&#xB294; &#xAC83;&#xC73C;&#xB85C; &#xCD94;&#xC815; &#xB41C;&#xB2E4; &#xACE0; 30% &#xC5F0;&#xAC04; P &#xBD80;&#xD558;&#xB7C9;&#xC744; &#xC904;&#xC774;&#xB294; &#xBE44;&#xC6A9; &#xCD94;&#xC815; &#xB41C;&#xB2E4; &#xC9C8;&#xC0B0;&#xC5FC; &#xBA85; &#xC218;&#xBC18; 9% &#xAC10;&#xC18C; &#xD558; &#xC5EC; 370 &#xC5B5; &#xB2EC;&#xB7EC;/&#xB144;

&#xBA55;&#xC2DC;&#xCF54; hypoxic &#xC601;&#xC5ED; &#xB18D;&#xC5C5; &#xC601;&#xC591;&#xC18C; &#xAE30;&#xC5EC;&#xC758; &#xCD5C;&#xC18C; &#xBE44;&#xC6A9; &#xC81C;&#xC5B4;.

En 2008, la zona de hipoxia en el Golfo de M&eacute;xico, medici&oacute;n de 720 de 20 km2, fue uno de los dos m&aacute;s grandes ya que la medici&oacute;n de la zona comenz&oacute; en 1985. La extensi&oacute;n de la zona hip&oacute;xica se relaciona con nitr&oacute;geno y f&oacute;sforo cargas originadas en campos agr&iacute;colas en la regi&oacute;n central-norte. Este estudio combina las herramientas de computaci&oacute;n evolutiva con un modelo de calidad de agua y costes de datos para desarrollar una frontera de equilibrio para la cuenca alta del r&iacute;o de Mississippi especificando el menor costo de lograr reducciones de nutrientes y la ubicaci&oacute;n de las pr&aacute;cticas de conservaci&oacute;n agr&iacute;cola necesarias. La frontera permite a las autoridades y los interesados ver expl&iacute;citamente las ventajas y desventajas entre el costo y la reducci&oacute;n de nutrientes. Por ejemplo, se estima el costo de reducir las cargas anuales de nitrato por 30% US$ 1,4 billones/a&ntilde;o, con una disminuci&oacute;n concomitante de 36% en P y se estima el costo de reducir las cargas de P anuales por 30% US$ 370 millones/a&ntilde;o, con una reducci&oacute;n de 9% concomitante en nitrato-N.

Control de costo m&iacute;nimo de contribuciones agr&iacute;colas nutrientes a la zona hip&oacute;xica del Golfo de M&eacute;xico.

&#x5C3D;&#x7BA1;&#x751F;&#x7269;&#x71C3;&#x6599;&#x53EF;&#x80FD;&#x5E26;&#x6765;&#x53EF;&#x518D;&#x751F;&#x71C3;&#x6599;&#x7684;&#x597D;&#x5904;&#xFF0C;&#x53EF;&#x80FD;&#x6709;&#x7684;&#x6C34;&#x8D28;&#x91CF;&#x7684;&#x4E0D;&#x5229;&#x56E0;&#x7D20;&#x548C;&#x5176;&#x4ED6;&#x73AF;&#x5883;&#x7684;&#x538B;&#x529B;&#x56E0;&#x7D20;&#xFF0C;&#x7279;&#x522B;&#x662F;&#x5982;&#x679C;&#x7389;&#x7C73;&#x4F9D;&#x9760;&#x4E13;&#x95E8;&#x4F5C;&#x4E3A;&#x539F;&#x6599;&#x3002;&#x589E;&#x52A0;&#x7684;&#x7389;&#x7C73;&#x751F;&#x4EA7;&#x7684;&#x540E;&#x679C;&#x5C06;&#x91CD;&#x8981;&#x7684;&#x662F;&#x53D6;&#x51B3;&#x4F4D;&#x7F6E; &#xFF08;&#x4EE5;&#x53CA;&#x5982;&#x4F55;&#xFF09; &#x989D;&#x5916;&#x7684;&#x7389;&#x7C73;&#x79CD;&#x690D;&#xFF0C;&#x5176;&#x4E2D;&#xFF0C;&#x53CD;&#x8FC7;&#x6765;&#xFF0C;&#x53D6;&#x51B3;&#x4E8E;&#x571F;&#x5730;&#x548C;&#x5176;&#x76F8;&#x5173;&#x8054;&#x7684;&#x76C8;&#x5229;&#x80FD;&#x529B;&#x7684;&#x7279;&#x6027;&#x3002;&#x4EE5;&#x524D;&#x7684;&#x5DE5;&#x4F5C;&#x4E00;&#x76F4;&#x4F9D;&#x8D56;&#x7684;&#x7ECF;&#x9A8C;&#x6CD5;&#x5219;&#x5206;&#x914D;&#x5230;&#x57FA;&#x4E8E;&#x5386;&#x53F2;&#x4E0A;&#x7684;&#x571F;&#x5730;&#x4F7F;&#x7528;&#x6216;&#x5176;&#x4ED6;&#x8BD5;&#x63A2;&#x6CD5;&#x589E;&#x52A0;&#x79CD;&#x690D;&#x9762;&#x79EF;&#x7684;&#x571F;&#x5730;&#x3002;&#x5728;&#x8FD9;&#x91CC;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x901A;&#x8FC7;&#x63CF;&#x8FF0;&#x94FE;&#x63A5;&#x7684;&#x4E0A;&#x90E8;&#x5BC6;&#x897F;&#x897F;&#x6BD4;&#x6CB3;&#x76C6;&#x5730; (UMRB) &#x7684;&#x7ECF;&#x6D4E;&#x5B66;&#x9A71;&#x52A8;&#x571F;&#x5730;&#x4F7F;&#x7528;&#x6A21;&#x578B;&#x4E0E;&#x57FA;&#x4E8E;&#x6D41;&#x57DF;&#x7684;&#x6C34;&#x8D28;&#x6A21;&#x578B;&#x7684;&#x5EFA;&#x6A21;&#x7CFB;&#x7EDF;&#x63A8;&#x8FDB;&#x6211;&#x4EEC;&#x5BF9;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x73B0;&#x8C61;&#x7684;&#x7406;&#x89E3;&#x3002;&#x6B64;&#x5EFA;&#x6A21;&#x7CFB;&#x7EDF;&#x7528;&#x6765;&#x8BC4;&#x4F30;&#x6C34;&#x8D28;&#x53D8;&#x5316;&#x589E;&#x52A0;&#x7684;&#x7389;&#x7C73;&#x79CD;&#x690D;&#x9762;&#x79EF;&#xFF0C;&#x5173;&#x8054;&#x76F8;&#x5BF9;&#x7389;&#x7C73;&#x4EF7;&#x683C;&#x4E0A;&#x6DA8;&#x7684;&#x539F;&#x56E0;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x4FA7;&#x91CD;&#x57FA;&#x4E8E;&#x516D;&#x73B0;&#x5B9E;&#x5BF9;&#x7389;&#x7C73;&#x548C;&#x5927;&#x8C46;&#x4EF7;&#x683C;&#x5206;&#x522B;&#x5BF9;&#x5E94;&#x4E8E;&#x964D;&#x4F4E;&#x5927;&#x8C46;&#x4E0E;&#x7389;&#x7C73;&#x4EF7;&#x683C;&#x6BD4;&#x7387;&#x7684;&#x5206;&#x644A;&#x6BD4;&#x989D;&#x8868;&#x7684;&#x516D;&#x4E2A;&#x65B9;&#x6848;&#x3002;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x4EF7;&#x683C;&#x5BFC;&#x5411;&#x7684;&#x571F;&#x5730;&#x5229;&#x7528;&#x53D8;&#x5316;&#x63D0;&#x4F9B;&#x7684;&#x6C34;&#x4F30;&#x8BA1;&#x5F53;&#x524D;&#x7684;&#x751F;&#x7269;&#x71C3;&#x6599;&#x653F;&#x7B56;&#x53EF;&#x80FD;&#x5728; UMRB &#x7684;&#x8D28;&#x91CF;&#x6548;&#x679C;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x7684;&#x5206;&#x6790;&#x53EF;&#x4EE5;&#x5E2E;&#x52A9;&#x8BC4;&#x4F30;&#x7684;&#x8D39;&#x7528;&#x548C;&#x5173;&#x8054;&#x7684;&#x65B0;&#x80FD;&#x6E90;&#x6CD5;&#x6848;&#x7684;&#x751F;&#x7269;&#x71C3;&#x6599;&#x4EFB;&#x52A1;&#x7684;&#x6267;&#x884C;&#x6218;&#x7565;&#x7684;&#x73AF;&#x5883;&#x540E;&#x679C;&#x3002;&#x603B; N &#x548C; P &#x4F20;&#x9001;&#x5230; UMRB &#xFF08;&#x4F4D;&#x4E8E;&#x683C;&#x62C9;&#x592B;&#x987F;&#xFF0C;&#x4F0A;&#x5229;&#x8BFA;&#x4F0A;&#x5DDE;&#xFF0C;&#x7F8E;&#x56FD;&#xFF09; &#x4E0A;&#x5347;&#x4F5C;&#x4E3A;&#x7389;&#x7C73;&#x751F;&#x4EA7;&#x7684;&#x7535;&#x6E90;&#x63D2;&#x5EA7;&#x7684;&#x6570;&#x91CF;&#x5728;&#x8BE5;&#x5730;&#x533A;&#x53D8;&#x5F97;&#x66F4;&#x52A0;&#x5BC6;&#x96C6;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x7684;&#x7ED3;&#x679C;&#x663E;&#x793A;&#x5728;&#x7389;&#x7C73;&#x96C6;&#x7EA6;&#x5316;&#x7ECF;&#x6D4E;&#x4E0A;&#x6700;&#x6709;&#x5229;&#x7684;&#x4F4D;&#x7F6E;&#x7531;&#x4E8E;&#x6D41;&#x57DF;&#x7389;&#x7C73;&#x79CD;&#x690D;&#x9762;&#x79EF;&#x7684; 14.4%&#x5C06;&#x5BFC;&#x81F4;&#x603B;&#x6C2E;&#x8D1F;&#x8377;&#x548C;&#x683C;&#x62C9;&#x592B;&#x987F;&#x5728;&#x603B;&#x78F7;&#x8D1F;&#x8377;&#x589E;&#x52A0;&#x4E86; 4.1%&#x589E;&#x52A0;&#x4E86; 5.4%&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x6700;&#x79EF;&#x6781;&#x7684;&#x65B9;&#x6848;&#x4E2D;&#xFF0C;&#x9A71;&#x52A8;&#x7531;&#x9AD8;&#x4F46;&#x4E0D;&#x63A5;&#x89E6;&#x519C;&#x4F5C;&#x7269;&#x4EF7;&#x683C;&#xFF0C;&#x7ED3;&#x679C;&#x5728;&#x6709;&#x5173; P.N &#x548C; 12%&#x7684;&#x589E;&#x52A0;&#x76F8;&#x5E94;&#x589E;&#x52A0; 18.5%&#x7684;&#x7389;&#x7C73;&#x79CD;&#x690D;&#x9762;&#x79EF;&#x589E;&#x52A0;&#x4E86; 57 %&#x8FD9;&#x4E9B;&#x90FD;&#x662F;&#x6709;&#x70B9;&#x4FDD;&#x5B88;&#x589E;&#x52A0;&#x517B;&#x5206;&#xFF0C;&#x76F8;&#x6BD4;&#x4EE5;&#x524D;&#x7684;&#x7814;&#x7A76;&#xFF0C;&#x6709;&#x53EF;&#x80FD;&#x662F;&#x7531;&#x4E8E;&#x6211;&#x4EEC;&#x7684;&#x91CD;&#x70B9;&#xFF0C;&#x5DF2;&#x7ECF;&#x6709;&#x5927;&#x91CF;&#x53D7;&#x7CBE;&#x7684;&#x8015;&#x5730;&#x9000;&#x8015;&#x8FD8;&#x6797;&#x3002;

&#x7531;&#x4E8E;&#x5BC6;&#x897F;&#x897F;&#x6BD4;&#x6CB3;&#x6D41;&#x57DF;&#x4E0A;&#x6E38;&#x7389;&#x7C73;&#x6269;&#x5927;&#x6F5C;&#x5728;&#x6C34;&#x8D28;&#x91CF;&#x53D8;&#x5316;&#x3002;

While biofuels may yield renewable fuel benefits, there could be downsides in terms of water quality and other environmental stressors, particularly if corn is relied upon exclusively as the feedstock. The consequences of increased corn production will depend importantly on where (and how) the additional corn is grown, which, in turn, depends on the characteristics of land and its associated profitability. Previous work has relied on rules of thumb for allocating land to increased acreage based on historical land use or other heuristics. Here, we advance our understanding of these phenomena by describing a modeling system that links an economics-driven land use model with a watershed-based water quality model for the Upper Mississippi River Basin (UMRB). This modeling system is used to assess the water quality changes due to increased corn acreage, which is associated with higher relative corn prices. We focus on six scenarios based on six realistic pairs of corn and soybean prices which correspond to a scale of decreasing soybean to corn price ratio. These price-driven land use changes provide estimates of the water quality effects that current biofuel policies may have in the UMRB. Our analysis can help evaluate the costs and environmental consequences associated with implementation strategies for the biofuel mandates of the new energy bill. The amounts of total N and P delivered to the outlet of the UMRB (located at Grafton, Illinois, USA) rise as corn production becomes more intensive in the region. Our results indicate that a 14.4% in corn acreage in the watershed due to corn intensification in the most economically profitable locations would result in a 5.4% increase in total nitrogen loads and in a 4.1% increase in total phosphorus loads at Grafton. Our most aggressive scenario, driven by high but not out of reach crop prices, results in about a 57% increase in corn acreage with a corresponding 18.5% increase in N and 12% increase in P. These are somewhat conservative increases in nutrients, compared to those of previous studies, likely due to our focus on cultivated cropland which is already heavily fertilized.

Potential water quality changes due to corn expansion in the Upper Mississippi River Basin.

Alors que les biocarburants peuvent donner des avantages de carburant renouvelable, il pourrait &ecirc;tre inconv&eacute;nients en termes de qualit&eacute; de l&#39;eau et autres facteurs de stress environnementaux, en particulier si le ma&iuml;s est invoqu&eacute; exclusivement comme mati&egrave;re premi&egrave;re. Les cons&eacute;quences de la production de ma&iuml;s augmentation d&eacute;pendra surtout o&ugrave; (et comment) le ma&iuml;s suppl&eacute;mentaire est cultiv&eacute;, qui, &agrave; son tour, d&eacute;pend des caract&eacute;ristiques du terrain et sa rentabilit&eacute; associ&eacute;e. Travaux ant&eacute;rieurs s&#39;est fond&eacute; sur les r&egrave;gles de base pour l&#39;attribution de terres &agrave; la superficie accrue bas&eacute;e sur l&#39;utilisation des terres historiques ou d&#39;autres heuristiques. Ici, nous faire avancer notre compr&eacute;hension de ces ph&eacute;nom&egrave;nes en d&eacute;crivant un syst&egrave;me de mod&eacute;lisation qui relie un mod&egrave;le d&#39;utilisation de terres ax&eacute;e sur l&#39;&eacute;conomie avec un mod&egrave;le de qualit&eacute; de l&#39;eau sur les bassins versants pour le bassin du Mississippi sup&eacute;rieur (UMRB). Ce syst&egrave;me de mod&eacute;lisation est utilis&eacute; pour &eacute;valuer les changements de qualit&eacute; de l&#39;eau en raison de la superficie de ma&iuml;s accrue, qui s&#39;accompagne d&#39;une hausse des prix de ma&iuml;s relative. Nous nous concentrons sur les six sc&eacute;narios bas&eacute;s sur six paires r&eacute;alistes des prix de ma&iuml;s et de soya qui correspondent &agrave; une &eacute;chelle d&eacute;croissant de soja au rapport de prix de ma&iuml;s. Ces changements d&#39;affectation de terres ax&eacute;e sur les prix fournissent des estimations de l&#39;eau des effets de qualit&eacute; que les politiques actuelles de biocarburants peuvent avoir dans le UMRB. Notre analyse peut aider &agrave; &eacute;valuer les co&ucirc;ts et les cons&eacute;quences environnementales associ&eacute;es aux strat&eacute;gies de mise en &oelig;uvre pour les mandats de biocarburants de la facture d&#39;&eacute;nergie nouvelle. Les montants du total N et P, livr&eacute; &agrave; la sortie de la mont&eacute;e UMRB (situ&eacute; &agrave; Grafton, Illinois, USA) comme la production de ma&iuml;s devient plus intense dans la r&eacute;gion. Nos r&eacute;sultats indiquent qu&#39;un 14,4 % en superficie de ma&iuml;s dans le bassin hydrographique en raison de l&#39;intensification du ma&iuml;s dans les endroits plus &eacute;conomiquement rentables se traduirait par une augmentation de 5,4 % dans les charges d&#39;azote total et une augmentation de 4,1 % dans les charges de phosphore total &agrave; Grafton. Notre sc&eacute;nario plus agressif, conduit par le haut, mais pas hors de port&eacute;e, les prix des cultures entra&icirc;ne une augmentation de 57 % dans la superficie de ma&iuml;s avec une augmentation correspondante de 18,5 % en augmentation de N et 12 % P. Voici les augmentations un peu conservateurs en &eacute;l&eacute;ments nutritifs, compar&eacute;s &agrave; ceux d&#39;&eacute;tudes ant&eacute;rieures, probablement en raison de notre focalisation sur des terres arables cultiv&eacute;es qui est d&eacute;j&agrave; fortement f&eacute;cond&eacute;.

Potentiel qualitatif de l&#39;eau change en raison de l&#39;expansion de ma&iuml;s dans le bassin sup&eacute;rieur du fleuve Mississippi.

Zwar Biokraftstoffe erneuerbarer Brennstoff Vorteile bringen kann, k&ouml;nnten es aber Nachteile in Bezug auf die Wasserqualit&auml;t und andere Umwelt-Stressoren, insbesondere, wenn Mais ausschlie&szlig;lich als Feedstock herangezogen wird. Die Folgen der erh&ouml;hten Maiserzeugung h&auml;ngt vor allem von wo (und wie) der zus&auml;tzliche Mais, die wiederum gewachsen ist, h&auml;ngt die Merkmale des Landes und seiner zugeh&ouml;rigen Rentabilit&auml;t. Bisherigen Arbeit hat Faustregeln f&uuml;r die Zuteilung von Land an erh&ouml;hte Nutzland basierend auf historischen Landnutzung oder anderen Heuristik eingesetzt. Hier wechseln wir unser Verst&auml;ndnis dieser Ph&auml;nomene beschreibt ein Modellierungssystem, die eine Wirtschaft-gesteuerte Land-Use-Modell mit einem Wendepunkt-basierte Wasser-Qualit&auml;t-Modell f&uuml;r die oberen Mississippi River Basin (UMRB) links. Diese Modellierungssystem wird verwendet, um die Wasser-Qualit&auml;t-&Auml;nderungen durch erh&ouml;hte Mais Anbaufl&auml;chen, beurteilen die h&ouml;heren relativen Maispreise zugeordnet ist. Wir fokussieren auf sechs Szenarien basierend auf sechs realistische Paare von Mais und Soja Preise, die auf einer Skala von abnehmender Sojabohnen Mais-Preis-Verh&auml;ltnis entsprechen. Diese Preis-gesteuerte Landnutzungs&auml;nderungen bieten Sch&auml;tzungen des Wassers hochwertige Effekte, die aktuellen Biokraftstoffpolitik in der UMRB haben k&ouml;nnten. Unsere Analyse kann helfen, die Kosten und &ouml;kologischen Folgen im Zusammenhang mit Umsetzungsstrategien f&uuml;r die Biokraftstoff-Mandate der neue Stromrechnung zu bewerten. Die Betr&auml;ge von Gesamt N und P an der Steckdose des Aufstiegs UMRB (befindet sich in Grafton, Illinois, USA) als Maiserzeugung geliefert wird intensiver in der Region. Unsere Ergebnisse zeigen, dass eine 14,4 % in Mais-Anbaufl&auml;chen in der Wasserscheide durch Mais Intensivierung in der wirtschaftlich rentablen Standorten einer 5,4 % Zunahme Gesamtstickstoff Lasten und 4,1 % Anstieg Gesamtphosphor Lasten bei Grafton f&uuml;hren w&uuml;rde. Unsere aggressivste Szenario, getrieben durch hohe, aber nicht aus der Reichweite Ernte Preise, f&uuml;hrt zu Mais-Anbaufl&auml;che entsprechend 18,5 % erh&ouml;ht N und 12 % Anstieg der s. 57 % steigern Dies sind die etwas konservativ Anstieg der N&auml;hrstoffe, die im Vergleich zu fr&uuml;heren Studien, wahrscheinlich dank der Fokussierung auf kultivierten Ackerland, die bereits stark befruchtet wird.

Potenzielle Wasserqualit&auml;t &auml;ndert durch Mais Expansion im oberen Mississippi River Basin.

Mentre i biocarburanti possono produrre benefici di combustibile rinnovabile, ci potrebbe essere svantaggi in termini di qualit&agrave; dell&#39;acqua e altri fattori di stress ambientale, specialmente se mais &egrave; invocato esclusivamente come la materia prima. Le conseguenze della produzione di mais aumento dipender&agrave; soprattutto dove (e come) il mais supplementare &egrave; cresciuto, che, a sua volta, dipende dalle caratteristiche della terra e la sua redditivit&agrave; associati. Lavoro precedente ha fatto affidamento su regole generali per l&#39;assegnazione di terreni di superficie aumentata basato sull&#39;uso del territorio storico o altre euristica. Qui, abbiamo anticipato la nostra comprensione di questi fenomeni da descrivere un sistema di modellazione che collega un modello di utilizzo guidato economia di terra con un modello di qualit&agrave; basati su spartiacque acqua per il bacino del fiume Mississippi superiore (UMRB). Questo sistema di modellazione &egrave; utilizzato per valutare i cambiamenti di qualit&agrave; dell&#39;acqua a causa della superficie coltivata mais aumentata, che &egrave; associato con l&#39;aumento dei prezzi del mais relativa. Ci concentriamo su sei scenari basati su sei coppie realistiche dei prezzi di mais e soia che corrispondono a una scala decrescente di soia al rapporto prezzo di mais. Questi cambiamenti di prezzo-driven terra uso forniscono stime dell&#39;acqua effetti di qualit&agrave; che le politiche attuali biocarburanti possono avere nella UMRB. La nostra analisi possono aiutare a valutare i costi e le conseguenze ambientali associate a strategie di implementazione per i mandati di biocarburanti di nuova fattura di energia. Gli importi dei totali N e P consegnato alla presa dell&#39;aumento UMRB (che si trova a Grafton, Illinois, USA) come la produzione di mais diventa pi&ugrave; intenso nella regione. I nostri risultati indicano che un 14,4% in superficie di mais nel bacino a causa dell&#39;intensificazione del mais nelle posizioni economicamente pi&ugrave; redditizie si tradurrebbe in un aumento del 5,4% nei carichi di azoto totale e un aumento del 4,1% in carichi di fosforo totale a Grafton. Nostro scenario pi&ugrave; aggressivo, guidato dall&#39;alto, ma non per raggiungere prezzi delle colture, si traduce in un aumento del 57% in superficie di mais con un corrispondente aumento del 18,5% N e 12% aumento P. Queste sono un po&#39; conservatori aumenti di sostanze nutritive, rispetto a quelli di studi precedenti, probabilmente a causa della nostra messa a fuoco su cropland coltivato che &egrave; gi&agrave; pesantemente fertilizzati.

Potenziali cambiamenti di qualit&agrave; dell&#39;acqua a causa dell&#39;espansione di mais nel bacino superiore del fiume del Mississippi.

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&#x30DF;&#x30B7;&#x30B7;&#x30C3;&#x30D4;&#x5DDD;&#x6D41;&#x57DF; (UMRB) &#x306E;&#x30EA;&#x30F3;&#x30AF; &#x30E2;&#x30C7;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0; &#x30B7;&#x30B9;&#x30C6;&#x30E0;&#x3092;&#x8A18;&#x8FF0;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x3067;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x73FE;&#x8C61;&#x306E;&#x7406;&#x89E3;&#x3092;&#x9032;&#x3081;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x306E;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0; &#x30B7;&#x30B9;&#x30C6;&#x30E0;&#x306F;&#x9AD8;&#x3044;&#x76F8;&#x5BFE;&#x30C8;&#x30A6;&#x30E2;&#x30ED;&#x30B3;&#x30B7;&#x4FA1;&#x683C;&#x3068;&#x95A2;&#x9023;&#x4ED8;&#x3051;&#x3089;&#x308C;&#x308B;&#x9AD8;&#x3081;&#x3089;&#x308C;&#x305F;&#x30C8;&#x30A6;&#x30E2;&#x30ED;&#x30B3;&#x30B7;&#x306E;&#x4F5C;&#x4ED8;&#x9762;&#x7A4D;&#x306B;&#x3088;&#x308B;&#x6C34;&#x306E;&#x54C1;&#x8CEA;&#x5909;&#x5316;&#x3092;&#x8A55;&#x4FA1;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x4F7F;&#x7528;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x5927;&#x8C46;&#x306B;&#x30C8;&#x30A6;&#x30E2;&#x30ED;&#x30B3;&#x30B7;&#x4FA1;&#x683C;&#x306E;&#x6BD4;&#x7387;&#x306E;&#x6E1B;&#x5C11;&#x306E;&#x30B9;&#x30B1;&#x30FC;&#x30EB;&#x306B;&#x5BFE;&#x5FDC;&#x3059;&#x308B;&#x30C8;&#x30A6;&#x30E2;&#x30ED;&#x30B3;&#x30B7;&#x3068;&#x5927;&#x8C46;&#x306E;&#x4FA1;&#x683C;&#x306E;&#x516D;&#x3064;&#x306E;&#x73FE;&#x5B9F;&#x7684;&#x306A;&#x30DA;&#x30A2;&#x306B;&#x57FA;&#x3065;&#x304F; 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&#xBC14;&#xC774;&#xC624; &#xC5F0;&#xB8CC; &#xC815;&#xCC45;&#xC5D0;&#xB294; UMRB &#xC218; &#xC788;&#xB294; &#xD488;&#xC9C8;&#xC758; &#xD6A8;&#xACFC; &#xC81C;&#xACF5; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC6B0;&#xB9AC;&#xC758; &#xBD84;&#xC11D; &#xBE44;&#xC6A9; &#xBC0F; &#xD658;&#xACBD; &#xACB0;&#xACFC; &#xAD00;&#xB828; &#xB41C; &#xC5D0;&#xB108;&#xC9C0; &#xBC95;&#xC548;&#xC758; &#xBC14;&#xC774;&#xC624; &#xC5F0;&#xB8CC; &#xC758;&#xBB34;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xAD6C;&#xD604; &#xC804;&#xB7B5;&#xC744; &#xD3C9;&#xAC00; &#xD558;&#xB294; &#xB370; &#xB3C4;&#xC6C0;&#xC774;. &#xCD1D; N&#xACFC; P&#xC758; &#xC625;&#xC218;&#xC218; &#xC0DD;&#xC0B0;&#xC73C;&#xB85C; UMRB (&#xADF8;&#xB798;&#xD504; &#xD134;, &#xC77C;&#xB9AC;&#xB178;&#xC774;, &#xBBF8;&#xAD6D;&#xC5D0; &#xC788;&#xB294;) &#xC0C1;&#xC2B9; &#xCF58;&#xC13C;&#xD2B8;&#xC5D0; &#xC804;&#xB2EC; &#xAE08;&#xC561; &#xC9C0;&#xC5ED;&#xC5D0;&#xC11C; &#xB354; &#xB9CE;&#xC774; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xB41C;&#xB2E4;. &#xC6B0;&#xB9AC;&#xC758; &#xACB0;&#xACFC; &#xB54C;&#xBB38;&#xC5D0; 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&#xC218;&#xC815; &#xB41C; &#xC7AC;&#xBC30; &#xACBD;&#xC791;&#xC9C0;&#xC5D0; &#xCD08;&#xC810; &#xB418;&#xC5B4; &#xC774;&#xC804; &#xC5F0;&#xAD6C;&#xC758; &#xADF8;&#xB4E4;&#xC5D0; &#xBE44;&#xAD50; &#xC601;&#xC591;&#xC18C;&#xC5D0; &#xB2E4;&#xC18C; &#xBCF4;&#xC218;&#xC801;&#xC778; &#xC99D;&#xAC00;.

&#xC7A0;&#xC7AC;&#xC801;&#xC778; &#xC218; &#xC9C8; &#xB54C;&#xBB38;&#xC5D0; &#xC704; &#xBBF8;&#xC2DC;&#xC2DC;&#xD53C; &#xAC15; &#xBD84; &#xC9C0;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC625;&#xC218;&#xC218; &#xD655;&#xC7A5; &#xBCC0;&#xACBD; &#xB429;&#xB2C8;&#xB2E4;.

Mientras que los biocombustibles pueden rendir beneficios de combustible renovable, podr&iacute;a haber inconvenientes en cuanto a la calidad del agua y otros factores de estr&eacute;s ambientales, particularmente si el ma&iacute;z que se invoque exclusivamente como materia prima. Las consecuencias de la producci&oacute;n de ma&iacute;z aumento depender&aacute; sobre todo de d&oacute;nde (y c&oacute;mo) el ma&iacute;z adicional se cultiva, que, a su vez, depende de las caracter&iacute;sticas de la tierra y su rentabilidad asociada. Trabajo previo se ha basado en reglas generales para la asignaci&oacute;n de tierras a la mayor superficie cultivada basado en uso de la tierra hist&oacute;rica u otras heur&iacute;sticas. Aqu&iacute;, avanzamos nuestra comprensi&oacute;n de estos fen&oacute;menos mediante la descripci&oacute;n de un sistema de modelado que une un modelo de uso de la tierra basadas en la econom&iacute;a con un modelo de calidad del agua con enfoque de cuenca para la cuenca superior del r&iacute;o de Mississippi (UMRB). Este sistema de modelado se utiliza para evaluar los cambios de la calidad de agua debido a la superficie cultivada de ma&iacute;z creciente, que se asocia con aumento de los precios relativos del ma&iacute;z. Nos centramos en seis escenarios basados en seis pares realistas de los precios del ma&iacute;z y la soja que corresponden a una escala decreciente de soja a precio de ma&iacute;z. Estos cambios de uso de tierra basadas en precio proporcionan estimaciones del agua efectos de calidad que las actuales pol&iacute;ticas de biocombustibles pueden tener en la UMRB. Nuestro an&aacute;lisis puede ayudar a evaluar los costos y consecuencias ambientales asociadas a las estrategias de implementaci&oacute;n de los mandatos de biocombustibles de la nueva ley de energ&iacute;a. Las cantidades de N y P, entregado a la salida de la subida UMRB (situado en Grafton, Illinois, Estados Unidos) como la producci&oacute;n de ma&iacute;z llega a ser m&aacute;s intensivo en la regi&oacute;n. Nuestros resultados indican que un 14,4% de la superficie cultivada de ma&iacute;z en la cuenca debido a la intensificaci&oacute;n de ma&iacute;z en las ubicaciones m&aacute;s econ&oacute;micamente rentables resultar&iacute;a en un aumento de 5,4% en cargas de nitr&oacute;geno total y un incremento de 4,1% en cargas de f&oacute;sforo total en Grafton. Nuestro escenario m&aacute;s agresivo, impulsado por el alto pero no fuera de alcance precios de cultivos, como resultado de un aumento del 57% en la superficie cultivada de ma&iacute;z con un correspondiente aumento de 18,5% en N y 12% de aumento en P. Se trata de algo conservadoras aumentos en alimentos, en comparaci&oacute;n con los de estudios previos, probablemente debido a nuestro enfoque en tierras cultivadas que es fecundado ya fuertemente.

Philip Gassman

Center for Agricultural and Rural Development,
Department of Economics,
Center for Agricultural and Rural Development, Department of Economics

Iowa State University

Spatial Multiobjective Optimization of Agricultural Conservation Practices using a SWAT Model and an Evolutionary Algorithm

Philip Gassman

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Iowa State University

Spatial Multiobjective Optimization of Agricultural Conservation Practices using a SWAT Model and an Evolutionary Algorithm

Center for Agricultural and Rural Development,
Department of Economics,
Center for Agricultural and Rural Development, Department of Economics