Вода — основа жизни, главное условие для её существования. Но человеческая деятельность оказывает разрушающее воздействие на пресноводные экосистемы, загрязняя и постепенно уничтожая их.
В течение последних ста лет спрос на воду во всём мире рос в два раза быстрее, чем население Земли. Дефицит водных ресурсов, в особенности пресной питьевой воды, уже давно признан одной из глобальных проблем современности.
Учёные давно напоминают, что ключевой ресурс Земли вовсе не газ, нефть или металлы, а обыкновенная вода.
Нехватка воды уже стала заметной проблемой на всех континентах, где ведётся сельское хозяйство. А это представляет серьёзную угрозу продовольственной безопасности всего мира.
Учёные решили оценить, сколько воды необходимо мировому сельскому хозяйству сегодня, и как этот показатель изменится в будущем.
Это позволило спрогнозировать, будет ли воды, попадающей в почву как с естественными осадками, так и при орошении, достаточно, чтобы обеспечить сельское хозяйство в условиях изменяющегося климата.
Для этого исследователи разработали новый индекс измерения и прогнозирования нехватки воды из двух основных источников: почвенной воды, поступающей от дождя (далее "зелёной воды"), и воды для орошения, поступающей из рек, озёр и грунтовых вод (далее "голубой воды").
Это первая работа, в которой подобный индекс применяется к водным ресурсам всего мира, и первое исследование, прогнозирующее глобальный дефицит как голубой, так и зелёной воды на фоне изменения климата.
Ранее исследователи уделяли недостаточно внимания объёмам и значению зелёной воды в сельском хозяйстве, считают авторы новой работы.
Зелёная вода — это та часть дождевой воды в почве, которая доступна для питания растений. Большая часть осадков превращается именно в зелёную воду, но её часто упускают из виду, потому что она без следа растворяется в почве и её не извлечь для других целей.
Количество зелёной воды, доступной для сельскохозяйственных культур, зависит от того, сколько осадков выпадает на территорию и сколько воды теряется из-за стока в более глубокие слои грунта и испарения.
Также многие другие факторы могут влиять на объём зелёной воды: способ ведения сельского хозяйства, какая растительность произрастает (и произрастает ли) на той или иной территории, каков тип почвы и уклон местности.
Учёные предполагают, что по мере того, как температура и характер осадков будут меняться в связи с изменением климата, а методы ведения сельского хозяйства станут более интенсивными, чтобы удовлетворить потребности растущего населения, также изменится и количество доступной зелёной воды.
Что такое интенсивные методы хозяйства? Это когда на ограниченной сельскохозяйственной площади, люди пытаются получить всё больше и больше урожая. Без должного контроля и устойчивого развития такая практика приводит к неизбежному истощению ресурсов на этой территории.
Произведя все расчёты, исследователи обнаружили, что в условиях изменения климата глобальный дефицит воды для сельского хозяйства к 2050 году усугубится на 84% пахотных земель, причём на 60% этих земель нехватка будет вызвана потерей источников водоснабжения.
Согласно прогнозам, изменения в доступности зелёной воды, вызванные переменой характера осадков и испарения из-за повышения температур, повлияют примерно на 16% мировых пахотных земель.
Добавление этого важного аспекта к пониманию проблемы нехватки воды учёными имеет особое значение для управления водными ресурсами в сельском хозяйстве.
Например, прогнозируется, что в Северо-Восточном Китае и регионе Сахель в Африке будет выпадать больше дождей, и это может помочь уменьшить нехватку воды для сельского хозяйства.
Однако уменьшение количества осадков на Среднем Западе США и на северо-западе Индии может привести к необходимости увеличить искусственное орошение, чтобы поддерживать интенсивное земледелие.
Новый индекс может помочь странам оценить угрозу и причины нехватки воды для сельского хозяйства и разработать стратегии по уменьшению последствий будущих засух.
Экономить сельскохозяйственную воду помогает ряд уже существующих методов, напоминают учёные. Так, мульчирование — покрытие почвы слоем защитного материала (навозом, компостом, щепой, торфяной крошкой и так далее) —уменьшает испарение воды с почвы, а нулевая обработка почвы, при которой верхние слои почвы не рыхлятся, способствует просачиванию воды в глубину почвы.
Также корректировка сроков посадки поможет совместить рост урожая с изменением режима выпадения осадков. То есть если сезон дождей в регионе сдвинется на другие месяцы, есть смысл перенести посадку сельскохозяйственных растений на этот сезон.
Кроме того, известное тысячелетиями террасное земледелие, когда фермеры превращают склон в ряды с одинаковой высотой, предотвращает сток воды и эрозию почвы.
В долгосрочной перспективе улучшение ирригационной инфраструктуры, например, в Африке, и повышение эффективности орошения должны помочь смягчить последствия будущего изменения климата, считают исследователи.
Соответствующая статья была опубликована в издании Earth's Future.
Ранее мы рассказывали о том, как сильно дорожные реагенты влияют на качество водопроводной воды.
Больше важных новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".
Подписывайтесь на наши страницы в соцсетях. "Смотрим" – Telegram и Яндекс.Дзен, Вести.Ru – Одноклассники, ВКонтакте, Яндекс.Дзен и Telegram.
