Overextraction of groundwater reduces groundwater height, increases the energy cost, and may threaten an aquifer's economic life. Water-intensive crops, corn, and soybean, dominate the agricultural land in the Mississippi River Alluvial Aquifer (MRAA) region of the United States, thus stressing this confined aquifer. Groundwater conservation policy or the adoption of efficient irrigation technology could save both water and energy. This study aims to estimate the future returns from the irrigated land under the scenarios of 30%, 20%, 10%, 5%, and no groundwater conservation from 2020 to 2022. An accurate model to predict the crop choice decision is important to estimate the impact of groundwater policies. We develop a crop choice model where an individual farmer has a crop planting or land fallowing choice each year. We use the random forest, boosted regression trees, and support vector machine for the crop choice prediction. Boosted regression trees perform the best in our classification problem with 75.5% out of sample accuracy. The prediction model shows that the numbers of corn growers increase in the future. Our results show that the profit of 2572 farmers increased cumulatively by 0.14% when they conserve groundwater by 30% for 3 years. From a policy perspective, providing financial and technical assistant to farmers for making investments to conserve groundwater could save energy costs and sustain the economic life of the MRAA.

中文翻译：

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美国路易斯安那州密西西比河冲积含水层 (MRAA) 中地下水保护的潜在经济影响

地下水过度开采会降低地下水高度，增加能源成本，并可能威胁含水层的经济生活。美国密西西比河冲积含水层 (MRAA) 地区的农业用地主要是用水密集型作物、玉米和大豆，因此对这一承压含水层造成了压力。地下水保护政策或采用高效灌溉技术可以节约用水和能源。本研究旨在估算 2020 年至 2022 年在 30%、20%、10%、5% 和不保留地下水的情景下灌溉土地的未来收益。预测作物选择决策的准确模型对于估算很重要地下水政策的影响。我们开发了一个作物选择模型，其中每个农民每年都有作物种植或土地休耕的选择。我们使用随机森林，增强回归树，以及用于作物选择预测的支持向量机。提升回归树在我们的分类问题中表现最好，样本外准确率为 75.5%。预测模型显示，未来玉米种植者的数量会增加。我们的研究结果表明，2572 名农民在节约地下水 30% 的 3 年里，其利润累计增加了 0.14%。从政策角度来看，为农民进行地下水保护投资提供财政和技术援助可以节省能源成本并维持 MRAA 的经济生活。预测模型显示，未来玉米种植者的数量会增加。我们的研究结果表明，2572 名农民在节约地下水 30% 的 3 年里，其利润累计增加了 0.14%。从政策角度来看，为农民进行地下水保护投资提供财政和技术援助可以节省能源成本并维持 MRAA 的经济生活。预测模型显示，未来玉米种植者的数量会增加。我们的研究结果表明，2572 名农民在节约地下水 30% 的 3 年里，其利润累计增加了 0.14%。从政策角度来看，为农民进行地下水保护投资提供财政和技术援助可以节省能源成本并维持 MRAA 的经济生活。