an integrated approach to precision conservation planning in the south fork watershed

An Integrated Approach To Precision Conservation Planning In The South Fork Watershed

Richard M. Cruse1,  Thomas Paulson1, Seth M. Dabney2, Elena Polush3, Jamie Ridgely4, and Thomas J. Buman4

1Iowa State University;  2USDA‐ARS Oxford, MS; 3Ball State University; and 4Agren, Inc., Carroll, IA

8.8 T/A

2.8 T/A 8.8 T/A

3.6 T/A 10.6 T/A

4.8 T/A 1.6 T/A

5.4 T/A5.4 T/A 8.0 T/A

State Wide Average5.7 T/A/YR

Loss

REST of the STORY

Erosion you see is NOT included!

How to educate stakeholders, engage land managers, and maximize return on 

conservation investment?

?

Validate predictions of a recently developed ephemeral gully calculator

Compare predicted ephemeral gully channel locations and properties with ground‐truth observations

Work with ag educators to develop instructional units to educate high‐school FFA students on types of water erosion, erosion control practices, and the water quality benefits associated with precision conservation

Utilize precision conservation planning technologies to target and fully‐plan BMPs for watershed ephemeral gully control

Direct market plans for ephemeral gully control practices to landowners of high‐priority sites

Engage watershed stakeholders in identifying areas of ephemeral gully erosion and planning and installing appropriate best management practices.

Objectives

Combined sheet, rill, and ephemeral gully erosion with no grassed waterway

33 Mg ha-1 y-1 delivered from watershed

Combined sheet, rill, and ephemeral gully erosion with grassed waterway

17 Mg ha-1 y-1 delivered from watershed

Validate predictions of a recently developed ephemeral gully calculator

10

Wirelessrouter Camera

Ground controlpoints

Photography

11

Wirelessrouter

Camera

Ground controlpoints

Photography

13

H. Li

S. Lee

Photogrammetry

ANALYSISPhotoModeler Scanner

OUTPUTPoint cloud

INPUTImage pair

Control points

Profile extraction

15

Field Evaluation

Sediment yield Average: 8.30 Mg ha‐1

0.02 to 30.54 Mg ha‐1

Gully erosion Range: 2.0 to 18.2 Mg ha‐1

Contribution: 19% to 45%

Poesen et al., 2003; Helmers et al., 2012 16

Interpretation

Sediment loss per unit area Field area Fill area

Example 6.6 Mg ephemeral gully erosion Per field area 0.73 ha:9 Mg ha‐1

Per fill area 0.05 ha:136 Mg ha‐1

17

Pre‐erosion

Post Gully Formation

Post Fill

Compare predicted ephemeral gully channel locations and properties with ground‐truth observations obtained using 

survey and photogrammetric techniques

Compare predicted ephemeral gully channel locations and properties with ground‐truth observations obtained using 

survey and photogrammetric techniques

Of 19 meeting attendees, 11 engaged with conservation planners to assess water way needs

2015 list narrowed to 143 land owners with  highest ephemeral gully risk 28 responded 16 working with Land Owner advisor on property assessment

Summer 2015 refine list to 50 land owners Educate on ephemeral gully 

Risks Importance of control Control tools and strategies

Engage watershed stakeholders in identifying areas of ephemeral gully erosion and planning and installing 

appropriate best management practices.

Two newsletters, postcard invitation, and phone calls were used with 811 landowners to educate them on different forms of erosion and ways to control ephemeral erosion. Landowners were invited to meeting Goal: increase the knowledge and awareness of erosion 

sources and control practices in the South Fork Nineteen landowners attended the meeting 11 met with 

a conservation planner to assess waterway needs on their property

Direct market plans for ephemeral gully control practices to landowners of high‐priority sites

Developed and implemented a new Precision Conservation Curriculum (Spring 2014 – Spring 2015) With four agricultural education teachers from four partner high 

school in the South Fork Watershed Developed Tested Revised

Strong interest in making this curriculum as part of their permanent class structure.

Trained agricultural education teachers for statewide implementation (Iowa) – TRAINING DONE BY PROJECT HIGH SCHOOL TEACHERS June 23: Two Curriculum training workshops at the 2015 Summer 

Conference of Iowa Association of Agricultural Educators: 65 voluntary attendees

Planted ‘seeds,’ hoping for growth.

Work with ag educators to develop instructional units

Sites Trained. Color indicates willingness to participate in research study.