Woda znajduje się do nawadniania – podziemna warstwa wodonośna lub zaporowa rzeka

Nawadnianie to jeden ze sposobów radzenia sobie ze zmieniającym się klimatem

Ten artykuł pojawia się w Wydanie z marca 2022 r Hodowca ziemniaków.

Nowe badanie analizujące ponad 100-letnią produkcję rolną i dane pogodowe w Stanach Zjednoczonych sugeruje, że zmagazynowana woda odgrywa ważną rolę w zapewnianiu odporności na suszę. Odkrycia sugerują również, że strategie zarządzania wodą, które różnią się w zależności od kraju, odgrywają kluczową rolę w tym, jak różne obszary kraju reagują na anomalie pogodowe.

„Chcieliśmy zrozumieć, w jaki sposób rolnictwo reaguje na wstrząsy klimatyczne”, mówi Eric Edwards, adiunkt na Wydziale Ekonomiki Rolnictwa i Zasobów Uniwersytetu Stanowego Karoliny Północnej oraz współautor artykuł opisujący badanie. „Sposób, w jaki rolnictwo przystosowało się do wstrząsów klimatycznych, polega na ogół na nawadnianiu, ale w jakim stopniu dostęp do zmagazynowanej wody ma znaczenie?”

Dostęp do zmagazynowanej wody napędza nawadnianie, niezależnie od tego, czy woda ta znajduje się w podziemnej warstwie wodonośnej, czy w spiętrzonej rzece. Oprócz zapory i zbiornika nawadnianie wód powierzchniowych wymaga sieci kanałów i rowów. I odwrotnie, rolnicy leżący nad warstwą wodonośną mogą po prostu bezpośrednio pompować wody gruntowe. 

Nawadnianie umożliwia rolnictwo w większości suchych warunkach w zachodnich Stanach Zjednoczonych. Przepisy dotyczące praw wodnych instytucjonalnie określają kolejność, w jakiej rolnicy otrzymują wodę i kiedy ją otrzymują. We wschodnich Stanach Zjednoczonych większe opady i wilgotność powodowały, że rolnicy uważali nawadnianie za ogólnie zbędne, a prawa do wody nie zostały skodyfikowane. Ale wydaje się, że to się zmienia wraz ze zmianą klimatu.

Badanie wykazało, że od około 1950 r. dostęp do zmagazynowanej wody w bardziej suchych regionach zachodnich Stanów Zjednoczonych pomógł rolnikom uniknąć około 13% strat w plonach w okresach suszy. Lata pięćdziesiąte to okres przełomowy dla zwiększonej ilości wody na Zachodzie, po wybudowaniu tamy Hoovera w 1950 roku oraz wierceniu warstwy wodonośnej i elektryfikacji obszarów wiejskich w latach czterdziestych, mówi Edwards.

„Nasze badanie wykazało, że we wschodnich Stanach Zjednoczonych od 1950 r. plony kukurydzy i soi spadały w okresach suszy, niezależnie od tego, czy rolnicy mieli dostęp do wody, czy nie”, mówi Edwards. „Tymczasem w suchych zachodnich Stanach Zjednoczonych, jeśli masz dostęp do magazynów wody w okresach suszy, nie widzisz żadnych strat”. Może to wynikać z faktu, że rolnicy we wschodnich Stanach Zjednoczonych niekoniecznie inwestowali w systemy irygacyjne, aby uzyskać dostęp do zmagazynowanej wody.

„W okresach suszy rolnicy zadają sobie dwa ważne pytania: Czy wprowadzam więcej ziemi pod uprawę? I czy powinienem zintensyfikować ilość wody, którą kładę na mojej ziemi, aby zwiększyć plony w stosunku do tego, co miałbym inaczej?” Edwards kontynuuje. „Właściwości fizyczne i instytucjonalne sposoby zarządzania wodą wpływają na wybory dokonywane przez rolników”. 

Badanie wykazało, że rolnicy, którzy mają dostęp do wód gruntowych i powierzchniowych, zwykle przeznaczają więcej ziemi pod uprawę. Rolnicy, którzy mają dostęp do wód gruntowych, ale nie mają dostępu do wód powierzchniowych, również przeznaczają więcej ziemi pod uprawę. 

„Prawa do wód powierzchniowych są powiązane z określonymi gruntami w zachodnich Stanach Zjednoczonych, a rolnicy na ogół już co roku pobierają maksymalną ilość wody w oparciu o swoje prawa do wody” — mówi Edwards. „Więc nie ma ekspansji obszaru nawadnianego przez wody powierzchniowe podczas suszy”.

Edwards twierdzi, że dokument ma szereg implikacji dla polityki wodnej.

„Pompowanie większej ilości wód gruntowych lub pobieranie większej ilości wód powierzchniowych w czasie suszy jest naprawdę skuteczne w walce z suszą, ale może być problematyczne, jeśli chcesz zachować więcej zasobów” – mówi. „Nawadnianie to naprawdę skuteczna strategia łagodzenia skutków suszy. Wygładza produkcję we wszystkich stanach suszy. Ale ponieważ kontrole wydobycia wód podziemnych są ograniczone, martwimy się, że wyczerpanie może zmniejszyć zdolność tego ważnego bufora do radzenia sobie ze wstrząsami klimatycznymi”. 

W przypadku wód powierzchniowych Edwards widzi inne implikacje polityczne.

„Czy istnieje sposób, aby wody powierzchniowe były nieco bardziej przystosowane do reagowania na suszę, szczególnie w miejscach, w których zużycie wody jest związane z niektórymi działkami?” on mówi. „Czy istnieje sposób, aby zacząć myśleć o odkładaniu lub przechowywaniu wody, zamiast zużywać ją w 100% każdego roku?”

Edwards dodaje, że istnieją również implikacje polityczne dla jego rodzinnego stanu Karolina Północna i innych obszarów we wschodnich Stanach Zjednoczonych 

„Przewiduje się, że w Północnej Karolinie okresy suszy będą dłuższe o 10 do 15% w przyszłych latach ze względu na zmieniający się klimat” – mówi. „Nawadnianie to jeden ze sposobów radzenia sobie z tym problemem. Jednak aby zapewnić zrównoważone zarządzanie wyczerpywalnymi zasobami naturalnymi, państwo powinno rozważyć opracowanie praw do wody i ram zarządzania wodami podziemnymi”.

Artykuł pojawi się w Środowiskowe Research Letters. Autorem korespondencyjnym artykułu jest Steven M. Smith z Colorado School of Mines. Wsparcie dla prac zapewniły National Science Foundation i USDA.

/technologia-nawadniania