Dostrzeganie wschodu świńskich lagun
Naukowcy wykorzystali zdjęcia satelitarne, aby opisać historyczną ekspansję przemysłu hodowli świń we wschodniej Karolinie Północnej.
W Północnej Karolinie jest prawie tyle samo świń, ile jest ludzi. Te świnie produkują kilka milionów ton obornika każdego roku, z których większość jest przechowywana i oczyszczana w zewnętrznych „lagunach odpadów”.
Brązowo-różowe laguny nieczystości coraz częściej rozsiane są po krajobrazie wschodniej Karoliny Północnej od lat 80. XX wieku, gdy hodowle świń przeszły od hodowli zwierząt na otwartej przestrzeni do hodowli w skoncentrowanych operacjach żywienia zwierząt (CAFO). Laguny oferują miejsce do przechowywania odpadów, podczas gdy społeczności drobnoustrojów je rozkładają. Oczyszczona gnojowica jest czasami usuwana przez opryskiwanie pobliskich pól, aby mogła być wykorzystana jako nawóz.
Jednak z biegiem czasu nadmiar składników odżywczych z odpadów — głównie azotu i fosforu — może gromadzić się i zakłócać naturalną równowagę gleby, wód powierzchniowych i gruntowych. Aby lepiej zrozumieć te potencjalne „stare wpływy” na środowisko, naukowcy potrzebują najpierw bardziej szczegółowego obrazu tego, gdzie znajdują się laguny i jak długo działają.
Właśnie tam mogą pomóc satelity. Lise Montefiore i współpracownicy z North Carolina State University wykorzystali trwający od dziesięcioleci zapis zdjęć satelitarnych Landsat 5, aby uzyskać szczegółowy obraz grupowania lagun i opisać historyczną ekspansję przemysłu trzody chlewnej w tym stanie. Oprócz wskazania, gdzie znajdują się laguny odpadów CAFO, naukowcy ustalili również, kiedy zostały zbudowane.
„Takie informacje są przydatne do zrozumienia, w jaki sposób hodowla zwierząt może wywierać presję na systemy naturalne i wpływać na sąsiednie społeczności” – powiedział Montefiore. Ich wyniki zostały opublikowane w Nature Scientific Reports.
Kilka lagun w hrabstwie Brunswick jest widocznych na tym zdjęciu (powyżej), uzyskanym 1 października 2020 r. za pomocą Operational Land Imager (OLI) na Landsat 8. Wstawka, z Maxar Technologies za pośrednictwem Google, pokazuje szczegółowy widok jednego lagun.
Stawy ściekowe są zazwyczaj różowe lub brązowe, mają geometryczny kształt i znajdują się w pobliżu stodół. Montefiore i współpracownicy wykorzystali te atrybuty do ręcznego zidentyfikowania (w Google Earth Pro) lokalizacji 3405 lagun odpadów na równinie przybrzeżnej Karoliny Północnej.
Wcześniejsze szacunki obliczały liczbę lagun świń w skali powiatów. Na przykład hrabstwa Duplin i Sampson mają setki lagun, podczas gdy hrabstwo Brunswick ma tylko garstkę (mapa powyżej). Ale gdy naukowcy uzyskali dokładne informacje o lokalizacji dla każdej laguny, stało się jasne, że były one skupione w mniejszych obszarach w każdym z tych hrabstw (mapy poniżej).
Mapy są szczególnie nowatorskie, ponieważ pokazują trendy w lagunie od czasu industrializacji ferm trzody chlewnej w latach 80. oraz moratorium na budowę i rozbudowę ferm trzody chlewnej w 1997 r. i jego następstwa.
Aby określić, kiedy zbudowano każdą lagunę, naukowcy przeanalizowali zdjęcia z satelity Landsat 5. Wykorzystali łącznie 959 zdjęć, aby upewnić się, że co najmniej jedno zdjęcie rejestruje każdą lagunę każdego roku od 1984 do 2012 roku. Rok, w którym satelita w paśmie bliskiej podczerwieni zaobserwował przejście powierzchni lądu z suchego do mokrego, wskazywał rok budowy laguny.
Obrazy ujawniły gwałtowną zmianę gęstości lagun w lokalnych, podwodnych skalach. Przed 1986 rokiem laguny świńskich odpadów znajdowały się w 197 zlewniach podwodnych. Do rozpoczęcia moratorium w 1997 r. były one rozmieszczone w 436 zlewniach.
„Najbardziej interesujące wyniki mówią o tym, jak dramatycznie wzrosło zagęszczenie świń CAFO w Północnej Karolinie w stosunkowo krótkim czasie” – powiedział Montefiore.
Patrząc w przyszłość, naukowcy sądzą, że nowe dane mogą posłużyć do stworzenia modeli jakości wody, które symulują długoterminowe skutki stosowania obornika w uprawach niespożywczych. Może również pomóc naukowcom oszacować harmonogram regeneracji po nadmiarze składników odżywczych. „Takie informacje”, powiedział Montefiore, „mają kluczowe znaczenie dla zrozumienia i oceny długoterminowych reakcji na politykę zarządzania i jakości wody”.
Obrazy NASA Earth Observatory wykonane przez Joshuę Stevensa, z wykorzystaniem danych Landsat z U.S. Geological Survey oraz danych dzięki uprzejmości Montefiore, L.R., et al. (2022). Opowieść Kathryn Hansen.
Zobacz również nasze szczegółowe prognozy:
