Западные сельскохозяйственные сообщества нуждаются в стратегиях сохранения воды, чтобы адаптироваться к будущему дефициту воды.

Важные новости

Западным сельскохозяйственным сообществам необходимо экономить воду стратегии адаптации к будущему дефициту

Графика, показывающая уязвимость к будущим изменениям глубины снежного покрова и сроков таяния снега для каждого из 13 сельскохозяйственных сообществ, рассмотренных в исследовании. Более темные круги указывают на более высокую уязвимость, а более крупные круги указывают на большее уменьшение количества снега. Ki-WA относится к Киттитасу в Вашингтоне, Um-OR к Уматилле в Орегоне, LW-ID к Литл-Вуду в Айдахо, Wa-NV к Уокеру в Неваде, Ka-CA к Кавеа в Калифорнии, Ke-CA к Керну в Калифорнии, от Co-NM до Костиллы в Нью-Мексико, от Pa-CO до Паонии в Колорадо, от Pr-UT до Прайса в Юте, от Br-WY до Бриджера в Вайоминге, от Wi-WY до Wind в Вайоминге, от Sh-WY до Шохона в Вайоминге и Су-МТ — Солнце в Монтане. Фото: Будущее Земли (2024 г.). DOI: 10.1029/2024EF004577

Западная часть США в значительной степени зависит от горных снежных покровов и их постепенного таяния для хранения и снабжения водой, и ожидается, что изменение климата подорвет надежность этого естественного процесса. Многие сельскохозяйственные сообщества в этой части страны изучают способы адаптации к будущему с меньшим количеством воды, и новые исследования показывают, что сосредоточения внимания на дополнении водоснабжения за счет расширения емкости водохранилищ будет недостаточно для предотвращения будущих водных кризисов.

Исследование, проведенное учеными из Института исследования пустынь (DRI), опубликовано в журнале Earth's Future. Выявив сельскохозяйственные сообщества, которые считаются подверженными риску из-за надвигающихся изменений в характере выпадения снега и таяния снега, исследователи обнаружили, что меры по сохранению воды, такие как изменение типа и площади сельскохозяйственных культур, являются более стабильными адаптивными стратегиями, чем изменения в емкости водохранилищ.

К концу века во многих районах может оказаться меньше половины воды, от которой они исторически полагались для пополнения своих водоемов, но изменение типов и размеров посевов может помочь, восстановив в среднем около 20% емкости водохранилищ. <р>В состав исследовательской группы вошли ученые, обладающие разнообразными знаниями, необходимыми для понимания сложностей водных систем и одновременного решения проблем адаптации к местным условиям. Беатрис Гордон, ведущий автор исследования, социогидролог и научный сотрудник DRI, говорит, что исследование необходимо для информирования управления водными ресурсами на местном уровне, где принимается большинство решений. Сама Гордон выросла на ранчо в Вайоминге, где она из первых рук узнала о проблемах, с которыми сталкиваются общины, испытывающие недостаток воды, — опыт, который помог ей сосредоточить свои исследования на сельском хозяйстве и водных ресурсах на западе США.

«Многое решений по воде принимаются на местном уровне, но существует большой разрыв между этой реальностью и макромасштабным уровнем большинства исследований по этой теме», — говорит Гордон. «Мы действительно хотели понять, как может выглядеть будущее в тех масштабах, в которых большинство сообществ управляют своими водными ресурсами. Какие рычаги есть у людей в этих сообществах, когда речь идет о будущем с меньшим количеством снега?»

Горные снежные покровы исторически служили природными водонапорными башнями на большей части региона, накапливая зимние осадки и сбрасывая их вниз по течению в засушливые месяцы. Системы управления водными ресурсами были разработаны с учетом этого процесса, но изменение климата меняет характер таяния снегов таким образом, что существующим системам становится трудно удовлетворить потребности водопользователей, находящихся ниже по течению. Орошаемое земледелие, являющееся крупнейшим в мире потребителем пресной воды, подвергается особенно высокому риску из-за этих изменений.

Стратегии решения проблемы нехватки воды, направленные на увеличение запасов, включают расширение водохранилищ и пополнение грунтовых вод излишками воды, но эти подходы становятся менее эффективными, поскольку время и наличие осадков становятся более непредсказуемыми. Напротив, стратегии сохранения воды, такие как сокращение общей площади посевных площадей, периодическое парование посевов и переход к выращиванию более ценных культур, могут помочь справиться с этими рисками.

Чтобы выяснить, как методы управления рисками могут работать на уровне сообщества, исследователи создали комплексную систему оценки рисков на основе рекомендаций Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК). Для каждого из 13 сообществ они собрали исторические данные о водоснабжении для орошения, спросе на воду в сельском хозяйстве, хранении снега и характере таяния снега и многом другом. Затем они использовали прогнозы будущего климата до 2100 года, чтобы понять, как динамика спроса и предложения может измениться в ближайшем будущем.

«Мы собрали все эти данные вместе и рассмотрели картину риска, а также способы, которыми адаптация может снизить риск», — говорит Гордон. «Наша цель состояла в том, чтобы сделать это как можно более актуальным для людей, которые фактически принимают решения на местах».

«Д-р Гордон собрал очень впечатляющий и беспрецедентный набор данных для этой статьи, связывающей водоснабжение в сельском хозяйстве. и спрос на западе США», — говорит соавтор исследования Габриэль Буасраме, доцент научно-исследовательского института DRI.

Западные сельскохозяйственные сообщества, выбранные исследователями, расположены в верховьях реки, что делает их одновременно подверженными значительным изменениям будущего климата и стражами будущего Запада. Некоторые из них расположены в бассейне реки Верхний Колорадо, которая впадает в главный ствол реки — водную систему, в которой проживают более 40 миллионов человек.

«Многие из этих территорий обеспечивают водой другие населенные пункты, расположенные ниже по течению», — говорит Гордон. «Итак, если у них увеличится спрос и уменьшится предложение, это повлияет не только на этот район, но и на районы, которые зависят от этой воды ниже по течению».

Результаты исследования показывают, что будет резкое снижение количества воды, которую многие из этих сообществ смогут пополнить свои водоемы всего за несколько десятилетий, при этом в некоторых из них наблюдается снижение примерно до половины объема воды, которую они исторически могли хранить. Столь значительное падение особенно заметно во многих небольших водоемах, которые могут вместить только годовой запас воды.

«Это показывает, насколько важно приложить усилия – сейчас, а не через 20–50 лет – к выяснению того, как мы, ученые, можем предоставить более качественную информацию об экономии воды», — говорит Гордон. «И я думаю, что есть возможность по-настоящему задуматься о том, как мы поддерживаем сообщества в этих усилиях, особенно небольшие сообщества в верховьях регионов, которые могут полностью зависеть от сельского хозяйства».

«Наши результаты показывают важность воды сохранение как адаптивная стратегия в более теплом будущем с меньшим количеством снега», — продолжает она. «И это в целом справедливо во многих местах на западе США».

Дополнительная информация: Беатрис Л. Гордон и др., «Основная роль Местный контекст в формировании рисков и стратегий их снижения для орошаемого земледелия, зависящего от таяния снегов, Будущее Земли (2024 г.). DOI: 10.1029/2024EF004577

Информация журнала: Будущее Земли

Предоставлено Институтом исследования пустынь

Новости сегодня

Последние новости