Komunikaty PR

New model tracks agricultural impact on lake ecosystems

2025-05-23  |  12:55:04
Figure. Change in cropland ETn (A) and ETh (B) intensity in the ELB from 2003 to 2019.

Change in cropland ETn (A) and ETh (B) intensity in the ELB from 2003 to 2019.

FAYETTEVILLE, GA, UNITED STATES, May 23, 2025 /EINPresswire.com/ -- A recent study has unveiled an innovative data-driven model that disentangles human-induced and natural water consumption in croplands, shedding new light on the sustainability of arid lake ecosystems.

Drylands, covering 42% of the Earth's land surface and supporting 38% of the global population, are at the forefront of the battle for scarce water resources. The relentless expansion of agriculture has placed immense pressure on these fragile ecosystems, with many tail-end lakes shrinking or vanishing entirely due to excessive irrigation. The urgency to develop advanced monitoring and management strategies has never been greater, as sustainable water use becomes a key determinant of food security and ecological balance in arid regions.

Published in Journal of Remote Sensing on 1 Apr, 2025, a new study (DOI: 10.34133/remotesensing.0496) by researchers from the Chinese Academy of Sciences and international collaborators presents a cutting-edge model capable of isolating natural and human-driven water consumption in croplands. The study focuses on the Ebinur Lake Basin in China, an arid region where agricultural growth has increasingly strained water resources. By leveraging remote sensing and machine learning, the model provides unprecedented clarity on water usage patterns, offering actionable insights for sustainable resource management.

At the heart of this research is a sophisticated approach to distinguishing cropland evapotranspiration (ET) into its natural (ETn) and human-induced (ETh) components. The model demonstrated remarkable accuracy, with R² values between 0.88 and 0.96, revealing that by 2019, human activities were responsible for 77% of cropland water consumption. A striking finding was that restoring Ebinur Lake to its optimal surface area of 800 km² would require an additional 0.29 km³ of water annually—a stark indicator of the toll agricultural expansion has taken on regional water reserves.

Utilizing Sentinel-2 satellite imagery, deep learning, and machine learning algorithms, the researchers monitored cropland and lake dynamics from 2003 to 2019. A random forest regressor was trained to model the relationship between environmental factors and natural ET, achieving high predictive accuracy. The study found that cropland in the Ebinur Lake Basin expanded by 50.65% over the study period, driving a 61% surge in total water consumption. Notably, ETh saw a sharp increase after 2013, correlating with a rapid rise in irrigated farmland. These findings were rigorously validated using water level data from the DAHITI database and surface water measurements from the Global Surface Water Dataset (GSWD).

“Our model provides a transformative tool for understanding the intricate interactions between human activities and natural processes in agricultural water consumption, and its impact on water storage of the end-tail lakes in dryland” said Dr. Hongwei Zeng, the study’s lead author. “This is a crucial step toward achieving sustainable water management in arid regions, where the delicate balance between agriculture and ecosystem preservation is becoming increasingly precarious.”

By combining high-resolution satellite data with advanced machine learning techniques, the study offers a new paradigm for water resource management. The model’s ability to quantify and distinguish between natural and human-driven water use can inform policies aimed at curbing excessive irrigation while ensuring food security. Looking ahead, potential applications include real-time water monitoring, optimized irrigation strategies, and proactive conservation efforts to prevent lake desiccation in water-stressed regions such as Central Asia and beyond.

This research marks a pivotal step toward sustainable water management in arid environments, offering a data-driven pathway to tackling one of the most pressing environmental challenges of our time.

References
DOI
10.34133/remotesensing.0496

Original Source URL
https://spj.science.org/doi/10.34133/remotesensing.0496

Funding Information
This work was supported by the National Natural Science Foundations of China (42071271, 41991232 and 42471319), and the Youth Innovation Promotion Association of Chinese Academy of Sciences (2022125).

Lucy Wang
BioDesign Research
email us here

Legal Disclaimer:

EIN Presswire provides this news content "as is" without warranty of any kind. We do not accept any responsibility or liability for the accuracy, content, images, videos, licenses, completeness, legality, or reliability of the information contained in this article. If you have any complaints or copyright issues related to this article, kindly contact the author above.

Newseria nie ponosi odpowiedzialności za treści oraz inne materiały (np. infografiki, zdjęcia) przekazywane w „Biurze Prasowym”, których autorami są zarejestrowani użytkownicy tacy jak agencje PR, firmy czy instytucje państwowe.
Ostatnio dodane
komunikaty PR z wybranej przez Ciebie kategorii
EIN Newswire BRAK ZDJĘCIA
2025-05-23 | 16:55:06

Genesee BioMedical, Inc. Names Matt Dambeck Chief Executive Officer; Honors Woody Mathison’s 31-Year Legacy

Matt Dambeck was appointed Chief Executive Officer of Genesee BioMedical, Inc. in 2025, leading the company’s next phase of growth in cardiovascular surgical innovation.Genesee BioMedical, Inc. appoints Matt Dambeck as CEO, marking a
EIN Newswire BRAK ZDJĘCIA
2025-05-23 | 16:55:06

Jyoti World Enhances Global Plastic Manufacturing Infrastructure With Focus on IP Protection and Supply Chain Agility

Toolroom and in-house mold development ensure confidentiality and rapid prototyping at Jyoti World.Jyoti World LogoIndia-based engineered plastics manufacturer expands its capabilities to meet growing global demand for secure, high-precision
EIN Newswire BRAK ZDJĘCIA
2025-05-23 | 16:55:06

Globavend Regains Compliance with Nasdaq Minimum Bid Price Deficiency

Globavend Holdings Limited (NASDAQ:GVH)PERTH, AUSTRALIA, May 23, 2025 /EINPresswire.com/ -- Globavend Holdings Limited (Nasdaq: GVH) (the “Company” or “Globavend”), an emerging e-commerce logistics provider, today announced that it

Kalendarium

Więcej ważnych informacji

Konferencja Rozszerzona Odpowiedzialność Producenta

Jedynka Newserii

Jedynka Newserii

Kongres Rady Podatkowej

Infrastruktura

Kolejne 9 mld zł trafi na budowę i modernizację sieci energetycznych. Inwestycje pomogą wyeliminować ryzyko blackoutu

Modernizacja i cyfryzacja sieci to dziś jeden z priorytetów spółek energetycznych w Polsce. Inwestycje te wzmacniają odporność systemu elektroenergetycznego i ograniczają ryzyko blackoutu, analogicznego do tego, który niedawno miał miejsce w Hiszpanii, ale też umożliwiają przyłączenie większej ilości zielonych źródeł energii. Enea pozyskała właśnie niskooprocentowaną pożyczkę w ramach KPO w wysokości 9 mld zł, które przeznaczy na budowę i modernizację sieci w północnej i zachodniej Polsce.

Rolnictwo

Gminne komisje szacują już straty w uprawach spowodowane przez majowe przymrozki. Najbardziej poszkodowani są sadownicy

W maju przygruntowe przymrozki pojawiły się na terenie niemal całego kraju. W niektórych miejscach temperatura obniżała się nawet do kilku stopni na minusie. Straty w rolnictwie i sadownictwie są bardzo duże, w niektórych regionach kraju sięgają nawet 90 proc. Ucierpiały nie tylko owoce i zboża, ale też część warzyw. Trwają już przygotowania naborów dla rolników, którzy ponieśli straty w wyniku przymrozków.

Polityka

Kampania prezydencka na ostatniej prostej. Temat ochrony zdrowia na drugim planie

Zdaniem przedstawicieli Naczelnej Izby Lekarskiej temat ochrony zdrowia w kampanii prezydenckiej, prowadzonej przed I turą wyborów, zszedł na dalszy plan. Kandydaci na najwyższy urząd w Polsce nie podawali – poza tematem składki zdrowotnej – w tym obszarze konkretów, a skupili się na kampanijnych ogólnikach i zapewnieniach. Zabrakło poruszenia wielu ważnych kwestii dotyczących m.in. przyszłości zawodów medycznych, kształcenia lekarzy, walki z agresją wobec medyków czy pomysłów na skrócenie kolejek do specjalistów i poprawy finansowania.

Partner serwisu

Instytut Monitorowania Mediów

Szkolenia

Akademia Newserii

Akademia Newserii to projekt, w ramach którego najlepsi polscy dziennikarze biznesowi, giełdowi oraz lifestylowi, a  także szkoleniowcy z wieloletnim doświadczeniem dzielą się swoją wiedzą nt. pracy z mediami.