Ученые США оценили падение урожая при устойчивом использовании воды
Устойчивое использование подземных вод важно для будущего сельского хозяйства, но это будет означать значительное снижение урожайности, считают ученые. Об этом 15 февраля пишет издание Modern Farmer.
Ученые из Дартмутского колледжа недавно изучили влияние рационального использования воды на производственный потенциал основных сельскохозяйственных культур в США.
Исследование, опубликованное в журнале Earth’s Future, посвящено тому, как производство кукурузы, соевых бобов и озимой пшеницы, на долю которых приходится 52% орошаемых земель страны, могло бы резко сократиться, если бы для их выращивания использовалось устойчивое водоснабжение.
Многие фермеры полагаются на орошение, при котором используются подземные воды из водоносных горизонтов — подземных источников воды, естественным образом питаемых за счет осадков, таяния снега и другой воды, просачивающейся в почву.
Истощение водоносных горизонтов быстрее, чем они могут восполниться, приводит к уменьшению количества подземных вод и, следовательно, к снижению потенциальной урожайности сельскохозяйственных культур. Водоносные горизонты необходимы не только для сельского хозяйства, но и для снабжения питьевой водой, и они необходимы для пополнения озер и рек.
Истощение водоносных горизонтов может негативно сказаться на целых экосистемах. «Устойчивое» использование подземных вод будет означать ограничение использования воды в соответствии с темпами естественного пополнения водоносных горизонтов. Более 50% земель на Западе классифицируются как испытывающие «крайнюю или исключительную засуху», а скорость пополнения запасов в будущем не внушает особых надежд.
Чтобы оценить, как более устойчивое использование подземных вод повлияет на эти три основные сельскохозяйственные культуры США, исследователи использовали модель сельскохозяйственных культур для имитации орошаемого земледелия с 2008 по 2012 годы, сопоставляя ее с данными министерства сельского хозяйства США, чтобы подтвердить ее точность.
Результаты показывают, что если бы вода использовалась устойчивым образом, необходимо было бы сократить производство каждой культуры. Воды просто не хватило бы, чтобы орошать посевы в нужном объеме для получения урожая.
В исследовании было смоделировано сокращение производства сельскохозяйственных культур по четырем сценариям, начиная от наиболее оптимистичных и заканчивая наиболее пессимистичными в отношении доступного количества воды, при этом наиболее оптимистичный моделирует максимально возможный процент пополнения водоносного горизонта.
Менее оптимистичные сценарии имитируют более низкий процент пополнения, а также учитывают оставшуюся воду в водоносных горизонтах для поддержания здоровой экосистемы.
Исследование показало, что для кукурузы «наиболее оптимистичный» спад производства составит около 20%, в то время как «пессимистичный» расчет потребует сокращения на 45%.
Что касается озимой пшеницы, то оптимистичный прогноз приведет к сокращению производства на 25%, а пессимистичный прогноз — на 36%. Оптимистичный сценарий использования подземных вод для соевых бобов сравнительно низок и составляет шесть процентов, но его наихудший сценарий ближе к другим прогнозам урожая с сокращением на 37%.
То, как цифры будут выглядеть на самом деле, будет сильно зависеть от количества осадков, питающих водоносные горизонты. Согласно исследованию, регионы, которые зависят от водоносного горизонта Хай-Плейнс, склонного к отсутствию осадков, включая Техас, Канзас и Небраску, столкнутся с наибольшим снижением урожая при использовании устойчивых методов использования подземных вод.
Долина Миссисипи и регионы Среднего Запада, которые в меньшей степени зависят от извлечения подземных вод из-за более высокого уровня осадков и влажности, увидят сравнительно меньшее сокращение производства сельскохозяйственных культур при использовании устойчивой модели подземных вод.
