Годовую потребность земледелия в воде оценили в 23 Онежских озера

С 2010 по 2020 годы давление сельского хозяйства на водные ресурсы существенно возросло: чтобы вырастить основные 46 культур, в 2020 году потратили 6817 кубических километров воды (столько воды поместилось бы в 23 Онежских озера). Это на девять процентов больше, чем десятью годами ранее. Основной рост нагрузки приходится на сою и кукурузу — площади их посевов выросли в Африке и Южной Америке из-за спроса на корм для скота. При этом из Инда и Ганга уже забирают больше воды для полива, чем возможно для устойчивости этих рек. Такие выводы содержит исследование, опубликованное в журнале Nature Food.

Сельскохозяйственный сектор является крупнейшим мировым потребителем пресной воды. Помимо так называемой «голубой» воды из водоемов и водоносных горизонтов горных пород для выращивания всех культур используется еще и не столь очевидная «зеленая» вода — та, которая поступает в почву из осадков и испаряется с поверхности почвы и листьев растений. За зеленую воду с сельским хозяйством не конкурируют промышленность и бытовые нужды, поскольку извлекать ее могут только растения и только из корнеобитаемой зоны почв.

Орошаемое земледелие полагается на голубую воду (но не может не использовать зеленую, ведь растения неизбежно поглощают и испаряют почвенную влагу, даже если она в дефиците), а богарное — только на зеленую, при этом в мире богарное земледелие преобладает: на естественных осадках выращивают, например, всю пшеницу в России, кукурузу в США и сою в Бразилии. В отличие от голубой воды, которая проходит через водохранилища и оросительные каналы, расход зеленой на нужды сельского хозяйства отследить и измерить достаточно сложно.

Ученые под руководством Абебе Чукаллы (Abebe Chukalla) из Международного института UNESCO-IHE в Делфте дали наиболее актуальную и детальную на текущий момент оценку водопотребления 46 важнейших сельскохозяйственных культур, включая злаковые, бобовые, овощи, хлопок и масличную пальму. Они учитывали голубую и зеленую воду и брали данные о водопотреблении из базы SPAM (Spatial Production Allocation). Эти данные авторы обработали с помощью созданной ими модели CropGBWater с разрешением 10 километров и временным шагом величиной в сутки. Модель смогла воспроизвести потоки влаги в корнеобитаемой толще и посчитать водный баланс. Основной расчет делался для 2020 года, затем данные сравнили с результатами за 2000 и 2010 годы.

Оказалось, что в 2020 году земледелие потребило 6817 кубических километров воды, из которых 82 процента пришлось на зеленую воду. Даже выращивание риса — культуры, которая требует создания искусственно затапливаемых террас — на 60 процентов обеспечивалось водой, поступившей с естественными осадками. Лидером по использованию голубой воды за счет Китая, Индии, Ирана и Пакистана оказалась Азия — на нее приходится около 70 процентов такого потребления.

С 2010 по 2020 годы общее водопотребление в земледелии выросло на девять процентов (547 кубических километров). Расход голубой воды при этом вырос на четыре процента, зеленой — на 10, а площадь посевов увеличилась с 1,301 миллиона гектар до 1,407 миллиона гектар, то есть на девять процентов. Основная нагрузка пришлась на «кукурузный бум» и «соевую экспансию»: эти культуры стали потреблять на 45 и 60 процентов больше воды соответственно. Площади их посевов выросли в Африке и Южной Америке — в первую очередь, из-за производства корма для животных.

Авторы отметили, что экосистемы в речных бассейнах Инда и Ганга сталкиваются со значительным водным стрессом. Из Инда для полива изымается 26 процентов речного стока, из Ганга — 24 процента, тогда как устойчивость гидрологической системы возможна только при заборе не более 20 процентов стока. Остальные реки мира пока не перешли границу устойчивости, но некоторые из них попадают в зону риска — например, Хуанхэ, Колорадо и Мюррей.

Сельское хозяйство — крупнейший, но не единственный источник нагрузки на водные ресурсы. Например, коренные сообщества и природные экосистемы Анд столкнулись с дефицитом воды из-за растущей в регионе добычи лития. Она требует воды во всех методах и на всех этапах обработки породы, и в результате в 27 из 28 водосборных бассейнов уже наблюдается критический дефицит пресной воды.