Slide 1
Robert Kellogg
NRCS, Beltsville
Results and Lessons Learned onRegional/National Modeling Efforts:Conservation Effects AssessmentProject (CEAP)
Why do we do large-scale regionalmodeling and assessment?
         Slide 2
Why do we do large-scale regionalmodeling and assessment?
         Slide 3
To provide information in support of policydevelopment or management of governmentprograms.
Why do we do large-scale regionalmodeling and assessment?
         Slide 4
To provide information in support of policydevelopment or management of governmentprograms.
How big is the problem?
What has already been accomplished?
What is left to do, and where?
What can be expected if specific actions aretaken?
What is the most cost-effective approach?
         Slide 5
1.Describe study and findings
2.Challenges in developingand presenting results
3.Lessons learned
         Slide 6
Goals of the CEAP CroplandNational/Regional Assessment
Define and evaluate practices in use
Estimate the effects/benefits of conservationpractices in use
Estimate the need for additionalconservation practices
4.Simulate effects/benefits of additionaltreatment
         Slide 7
Cropland Regional Assessments
m10355p_b.png
         Slide 8
Sampling and Modeling Approach
Farm surveydata at
NRI-CEAPsamplepoints
Field-levelmodelingAPEX
WatershedmodelingHUMUS/SWAT
Onsite(field-level)Effects
Off-SiteWaterQualityEffects
         Slide 9
 
160acres
PrimarySample Unit(PSU)PrimarySample Unit(PSU)
Points
Statistical Design
         Slide 10
Modeling Strategy
Estimate a CEAP Baselineusing farmer surveyinformation at NRI samplepoints
2.Construct an alternativescenario assuming “nopractices”
Difference between these two scenarios represents thebenefits of the accumulation of conservation practicescurrently in place on the landscape.
         Slide 11
47-year minimum-maximum precipitation
Evaluation of ConservationPractices
         Slide 12
The Baseline Conservation Condition
         Slide 13
Soil erosion control
UpperMiss.
Ches.Bay
GreatLakes
Structural practices forwater erosion control
-- All acres
-- HEL acres
45%
72%
46%
63%
26%
37%
Tillage
-- No till
-- Mulch till
28%
63%
48%
40%
32%
50%
The Baseline Conservation Condition
         Slide 14
Nitrogen application forall crops in rotation
UpperMiss.
Ches.Bay
GreatLakes
Appropriate rate
39%
32%
40%
Appropriate timing
45%
54%
69%
Appropriate method
56%
35%
50%
Appropriate rate and timingand method
16%
12%
18%
No nitrogen applied
2%
3%
4.5%
The Baseline Conservation Condition
         Slide 15
Nutrient application for allcrops in rotation
UpperMiss.
Ches.Bay
GreatLakes
Appropriate rate and timingand method for bothnitrogen and phosphorus,including acres with noapplications
13%
9%
12%
Cover crops
<1%
4%
1%
Losses of Sedimentand Nutrients from Fields
         Slide 16
Sediment Loss (tons/acre), Baseline
         Slide 17
Nitrogen Loss (pounds/acre), Baseline
         Slide 18
Nitrogen Loss in Subsurface Flows, Baseline
         Slide 19
Means:
   CB   = 32.7 pounds/A
   UM  = 18.7 pounds/A
   GL   = 25.8 pounds/A
Inherent Vulnerability
         Slide 20
UM
CB
GL
Avg. annual precipitation (inches)
34
42
34
Percent of cropped acres withslopes>2%
42%
60%
34%
Percent of cropped acres that areHEL
18%
44%
17%
Percent of cropped acres highlyprone to surface water runoff
13%
23%
6%
Percent of cropped acres prone toleaching
9%
46%
30%
Conservation Treatment Needs
Under-treated acres were identified asthose with an imbalance between the levelof potential loss—inherent vulnerability—and the level of conservation treatment.
Acres were assigned to three levels ofneed for additional treatment—HighModerate, and Low
         Slide 21
         Slide 22
Average annual loss of nitrogen insubsurface flows, GL--pounds/acre/yr
Soil leaching
potential
Lowtreatment
Moderatetreatment
Moderatelyhightreatment
Hightreatment
Low
25
22
9
7
Moderate
43
30
12
10
Moderatelyhigh
61
47
15
11
High
54
57
33
16
Acres Needing Conservation Treatment
         Slide 23
         Slide 24
Average annual loss of nitrogen insubsurface flows, GL--pounds/acre/yr
         Slide 25
Average annual loss of nitrogen insubsurface flows, GL--pounds/acre/yr
High conservation treatment need fornitrogen and/or phosphorus loss
m11646.png
Challenges in developing andpresenting results
         Slide 27
Challenges in developing andpresenting results
         Slide 28
1.Evolution of models
Challenges in developing andpresenting results
         Slide 29
1.Evolution of models
2.Establishing believability
Challenges in developing andpresenting results
         Slide 30
1.Evolution of models
2.Establishing believability
3.Simplicity versus complexity
Challenges in developing andpresenting results
         Slide 31
1.Evolution of models
2.Establishing believability
3.Simplicity versus complexity
4.Forecasting…and meeting…reportpublication deadlines
Challenges in developing andpresenting results
         Slide 32
1.Evolution of models
2.Establishing believability
3.Simplicity versus complexity
4.Forecasting…and meeting…reportpublication deadlines
5.Presentations
Challenges in developing andpresenting results
         Slide 33
1.Evolution of models
2.Establishing believability
3.Simplicity versus complexity
4.Forecasting…and meeting…reportpublication deadlines
5.Presentations
6.Peer review
Lessons Learned…
         Slide 34
1.Define clearly at the start the kinds ofstatements you will be including in yourreport, as well as what you will NOTaddress…
 
Write up preliminary results and present tousers of the information early and often.
Don’t wait for the modeling to be completedbefore drafting.
Try to manage expectations of your audience.
Lessons Learned…
         Slide 35
2.Involve a team of subject-area experts fromdifferent disciplines...
But discuss the project as a group frequently tokeep all on the same page.
Lessons Learned…
         Slide 36
3.Modeling decisions are NOT independent fromthe presentation of results…
Discuss assumptions and methods as a team toconfirm that the “messages” in the report areconsistent with modeling assumptions,
and vice versa
Lessons Learned…
         Slide 37
4.If “off-the-shelf” databases are fundamentallyinappropriate for answering the questions,don’t try to “make do”…
Collect the data you need.
Lessons Learned…
         Slide 38
5.Models and databases will always bemodified and refined…
 
You will have to do everything over more thanonce—plan on it.
Lessons Learned…
         Slide 39
6.If your results appear to be new scientificfindings, you are probably doing somethingwrong…
Regional modeling is primarily a synthesis ofscientific knowledge and understanding.
Lessons Learned…
         Slide 40
7.Document…document…document
 
Establishes believability.
Avoids mis-use of the findings.
Explain why you chose a method/assumption,and why alternatives were not chosen.
Prepare documentation reports as yougo…don’t wait until the end.
Lessons Learned…
         Slide 41
8.Consider keeping the technical reportseparate from other communicationproducts designed specifically to focus onmessages.
9.Be patient with your audience.
Lessons Learned…
         Slide 42
10.Avoid an open public review of a draftreport.
Lessons Learned…
         Slide 43
10.Avoid an open public review of a draftreport.
11.Don’t get into a “model war” with eitherEPA or USGS.
         Slide 44
Information on CEAP can be found at: