Nowe badanie przeprowadzone przez Uniwersytet Michigan wykazało, że rolnicy w Indiach przystosowali się do rosnących temperatur, intensyfikując pobór wód gruntowych wykorzystywanych do nawadniania. Jeśli tendencja się utrzyma, tempo utraty wód gruntowych może się potroić do 2080 r., co jeszcze bardziej zagrozi bezpieczeństwu żywnościowemu i wodnemu Indii.
Ograniczona dostępność wody w Indiach spowodowana wyczerpywaniem się wód gruntowych i zmianą klimatu może zagrozić źródłom utrzymania ponad jednej trzeciej z 1,4 miliarda mieszkańców kraju i ma konsekwencje globalne. Indie niedawno wyprzedziły Chiny i stały się najludniejszym krajem świata oraz drugim co do wielkości światowym producentem powszechnych ziaren zbóż, w tym ryżu i pszenicy.
„Odkryliśmy, że rolnicy już zwiększają wykorzystanie nawadniania w odpowiedzi na ocieplenie temperatur, co jest strategią adaptacyjną, która nie została uwzględniona w poprzednich prognozach wyczerpywania się wód gruntowych w Indiach” – powiedziała starsza autorka badania Meha Jain, adiunkt w Szkole ds. Środowiska i Zarządzania UM Zrównoważony rozwój. „Jest to niepokojące, biorąc pod uwagę, że Indie są największym na świecie konsumentem wód gruntowych i kluczowym zasobem dla regionalnych i globalnych dostaw żywności”.
Głównym autorem jest Nishan Bhattarai z Wydziału Geografii i Zrównoważonego Środowiska na Uniwersytecie Oklahoma, wcześniej pracownik naukowy ze stopniem doktora w laboratorium Jaina UM.
W badaniu, którego publikacja internetowa została zaplanowana na 1 września w czasopiśmie Science Advances, przeanalizowano dane historyczne dotyczące poziomu wód gruntowych, klimatu i stresu wodnego w uprawach, aby sprawdzić najnowsze zmiany we wskaźnikach poboru wody w wyniku ocieplenia. Naukowcy wykorzystali także prognozy temperatury i opadów z 10 modeli klimatycznych, aby oszacować przyszłe tempo utraty wód gruntowych w Indiach.
Poprzednie badania skupiały się na indywidualnych skutkach zmiany klimatu i wyczerpywania się wód gruntowych na produkcję roślinną w Indiach. W badaniach tych nie uwzględniono procesu decyzyjnego rolników, w tym sposobu, w jaki rolnicy mogą przystosować się do zmieniającego się klimatu poprzez zmiany w decyzjach dotyczących nawadniania.
W nowym badaniu uwzględniono fakt, że wyższe temperatury mogą zwiększyć zapotrzebowanie na wodę ze strony upraw dotkniętych stresem, co z kolei może prowadzić do zwiększonego nawadniania przez rolników.
„Korzystając z szacunków naszego modelu, przewidujemy, że przy dotychczasowym scenariuszu postępowania ocieplenie temperatur może w przyszłości potroić tempo wyczerpywania się wód gruntowych i rozszerzyć obszary gorącego wyczerpywania się wód gruntowych na południowe i środkowe Indie” – powiedział Bhattarai.
„Stwierdzamy, że bez polityk i interwencji mających na celu ochronę wód gruntowych ocieplenie temperatur prawdopodobnie pogłębi już istniejący w Indiach problem wyczerpywania się wód gruntowych, co jeszcze bardziej zagrozi bezpieczeństwu żywnościowemu i wodnemu Indii w obliczu zmiany klimatu”.
Poprzednie badania wykazały, że zmiana klimatu może zmniejszyć plony podstawowych upraw indyjskich nawet o 20% do połowy stulecia. Jednocześnie wody gruntowe w kraju wyczerpują się w zastraszającym tempie, głównie z powodu poboru wody do nawadniania.
Na potrzeby nowo opublikowanego badania naukowcy opracowali zbiór danych obejmujący głębokość wód gruntowych z tysięcy studni w całych Indiach, obserwacje satelitarne o wysokiej rozdzielczości, w ramach których mierzono stres wodny w uprawach, a także zapisy dotyczące temperatury i opadów.
Większość modeli klimatycznych przewiduje podwyższoną temperaturę, zwiększone opady monsunowe (od czerwca do września) i zmniejszone opady zimowe w Indiach w nadchodzących dziesięcioleciach. Zespół badawczy kierowany przez UM odkrył, że ocieplenie temperatur w połączeniu ze zmniejszającymi się opadami opadów zimowych z nawiązką zrównoważyło dodatkowe zasilanie wód gruntowych w wyniku zwiększonych opadów monsunowych, co spowodowało przyspieszony spadek poziomu wód gruntowych.
Biorąc pod uwagę różne scenariusze zmiany klimatu, szacunki dotyczące spadku poziomu wód gruntowych w latach 2041–2080 były średnio ponad trzykrotnie wyższe niż obecne tempo zubożenia.
Oprócz Jaina i Bhattarai autorami badania Science Advances są David Lobell z Uniwersytetu Stanforda, Balwinder Singh z Międzynarodowego Centrum Udoskonalania Kukurydzy i Pszenicy w Indiach oraz Departamentu Przemysłu Podstawowego i Rozwoju Regionalnego w Australii Zachodniej, Ram Fishman z Tel Awiwu University, William Kustas z Departamentu Rolnictwa Stanów Zjednoczonych i Yadu Pokhrel z Michigan State University.
Badania zostały sfinansowane z grantu NASA dotyczącego zmiany użytkowania gruntów w zakresie pokrycia terenu oraz nagrody NASA w ramach programu dla nowych badaczy dla Jaina. Projekt był częściowo wspierany przez Służbę Badań Rolniczych Departamentu Rolnictwa Stanów Zjednoczonych.