Laut einer neuen Studie, die in der AGU-Zeitschrift Earth’s Future veröffentlicht wurde, wird die Wasserknappheit in der Landwirtschaft bis 2050 auf mehr als 80 % der weltweiten Anbauflächen zunehmen.
In der neuen Studie wird der aktuelle und künftige Wasserbedarf der weltweiten Landwirtschaft untersucht und vorhergesagt, ob die verfügbaren Wassermengen – entweder aus Regenwasser oder aus Bewässerung – ausreichen werden, um diesen Bedarf unter dem Klimawandel zu decken. Zu diesem Zweck entwickelten die Forscher einen neuen Index zur Messung und Vorhersage der Wasserknappheit in den beiden wichtigsten Wasserquellen der Landwirtschaft: Bodenwasser, das aus Regenwasser stammt, genannt grünes Wasser, und Bewässerung aus Flüssen, Seen und Grundwasser, genannt blaues Wasser. Es ist die erste Studie, die diesen umfassenden Index weltweit anwendet und die globale Verknappung von blauem und grünem Wasser als Folge des Klimawandels vorhersagt.
„Als größter Nutzer von blauen und grünen Wasserressourcen steht die landwirtschaftliche Produktion vor noch nie dagewesenen Herausforderungen“, so Xingcai Liu, außerordentlicher Professor am Institut für geografische Wissenschaften und Naturressourcenforschung der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und Hauptautor der neuen Studie. „Dieser Index ermöglicht eine konsistente Bewertung der Wasserknappheit in der Landwirtschaft, sowohl für regengespeiste als auch für bewässerte Anbauflächen.
In den letzten 100 Jahren ist die Wassernachfrage weltweit doppelt so schnell gewachsen wie die menschliche Bevölkerung. Wasserknappheit ist bereits auf allen landwirtschaftlich genutzten Kontinenten ein Thema und stellt eine große Gefahr für die Ernährungssicherheit dar. Trotzdem haben es die meisten Modelle zur Wasserknappheit versäumt, sowohl das blaue als auch das grüne Wasser umfassend zu berücksichtigen.
Grünes Wasser ist der Teil des Regenwassers, der für Pflanzen im Boden verfügbar ist. Ein Großteil des Niederschlags landet als grünes Wasser, wird aber oft übersehen, weil es im Boden unsichtbar ist und nicht für andere Zwecke entnommen werden kann. Wie viel grünes Wasser für Pflanzen zur Verfügung steht, hängt davon ab, wie viel Niederschlag ein Gebiet erhält und wie viel Wasser durch Abfluss und Verdunstung verloren geht. Auch landwirtschaftliche Praktiken, die Vegetation, die das Gebiet bedeckt, die Art des Bodens und die Neigung des Geländes können einen Einfluss haben. Da sich die Temperaturen und Niederschlagsmuster im Zuge des Klimawandels verändern und die landwirtschaftlichen Praktiken intensiviert werden, um den Bedarf der wachsenden Bevölkerung zu decken, wird sich wahrscheinlich auch das für die Pflanzen verfügbare grüne Wasser verändern.
Mesfin Mekonnen, ein Assistenzprofessor für Bau-, Konstruktions- und Umwelttechnik an der Universität von Alabama, der nicht an der Studie beteiligt war, sagte, die Arbeit komme genau zum richtigen Zeitpunkt, um die Auswirkungen des Klimas auf die Wasserverfügbarkeit in Anbauflächen zu unterstreichen“.
„Was die Arbeit interessant macht, ist die Entwicklung eines Indikators für Wasserknappheit, der sowohl blaues als auch grünes Wasser berücksichtigt“, sagte er. „Die meisten Studien konzentrieren sich nur auf die blauen Wasserressourcen und berücksichtigen das grüne Wasser kaum“.
Die Forscher kommen zu dem Ergebnis, dass sich die Wasserknappheit in der Landwirtschaft durch den Klimawandel weltweit in bis zu 84 % der Anbauflächen verschärfen wird, wobei der Verlust der Wasservorräte in etwa 60 % dieser Anbauflächen zu einer Verknappung führt.
Lösungen für die Aussaat
Veränderungen des verfügbaren grünen Wassers aufgrund von veränderten Niederschlagsmustern und temperaturbedingter Verdunstung werden derzeit für etwa 16 % der weltweiten Anbauflächen prognostiziert. Wenn wir unser Verständnis von Wasserknappheit um diese wichtige Dimension erweitern, könnte dies Auswirkungen auf die landwirtschaftliche Wasserbewirtschaftung haben. So wird für den Nordosten Chinas und die Sahelzone in Afrika mehr Regen vorhergesagt, was dazu beitragen könnte, die Wasserknappheit in der Landwirtschaft zu lindern. Geringere Niederschläge im mittleren Westen der USA und im Nordwesten Indiens könnten dagegen zu einer verstärkten Bewässerung führen, um die intensive Landwirtschaft zu unterstützen.
Der neue Index könnte den Ländern helfen, die Bedrohung und die Ursachen der Wasserknappheit in der Landwirtschaft zu bewerten und Strategien zu entwickeln, um die Auswirkungen künftiger Dürren zu verringern.
Mehrere Praktiken helfen, Wasser in der Landwirtschaft zu sparen. Mulchen verringert die Verdunstung aus dem Boden, Direktsaat fördert die Infiltration des Wassers in den Boden, und die zeitliche Abstimmung der Anpflanzungen kann das Wachstum der Pflanzen besser an die sich ändernden Niederschlagsmuster anpassen. Darüber hinaus verhindert der Konturanbau, bei dem die Landwirte den Boden auf geneigtem Land in Reihen mit gleicher Höhe bearbeiten, den Wasserabfluss und die Bodenerosion.
„Längerfristig wären die Verbesserung der Bewässerungsinfrastruktur, zum Beispiel in Afrika, und die Effizienz der Bewässerung wirksame Mittel, um die Auswirkungen des künftigen Klimawandels im Zusammenhang mit dem wachsenden Nahrungsmittelbedarf abzumildern“, sagte Liu.
Datum: Mai 5, 2022
Quelle: Amerikanische Geophysikalische Union
Journal Reference:
- Xingcai Liu, Wenfeng Liu, Qiuhong Tang, Bo Liu, Yoshihide Wada, Hong Yang. Global Agricultural Water Scarcity Assessment Incorporating Blue and Green Water Availability Under Future Climate Change. Earth’s Future, 2022; 10 (4) DOI: 10.1029/2021EF002567