Grønne vandforsyninger og globale grænser

Adgang til svindende ferskvandsforsyninger er et af de afgørende spørgsmål i vor tid, efterhånden som den globale befolkning udvider sig midt i et skiftende klima. Vandadgang og begrænsninger og relaterede spørgsmål betragtes med rette som et muligt flammepunkt for global konflikt; de repræsenterer også en væsentlig årsag til bekymring fra miljømæssige og økologiske perspektiver såvel som et globalt sikkerhedssynspunkt.

Vandtilgængelighed i form af "blåt vand" - dvs. nedbør i form af frit strømmende overfladevand og grundvand - er veldokumenteret i den eksisterende videnskabelige litteratur. Grænser for "grønt vand" - grønt vand er nedbør, der fanges af planter eller biomasse og recirkuleres tilbage til atmosfæren via evapotranspiration (ET) eller bundet i jord - har indtil videre fået ringe opmærksomhed af forskere. Forskellen mellem blåt og grønt vand i forståelsen af ​​vandmangel er langt fra trivielt, da grønt vand repræsenterer størstedelen af ​​den menneskelige befolknings vandforbrug.

Indrapportering PNAS , et hollandsk-amerikansk hold har bidraget med en betydelig undersøgelse med vidtrækkende politiske konsekvenser. Undersøgelsen differentierer med succes grønt vandforbrug fra blåt, mens det tilbyder en regional og land-for-land-analyse af grønt vandforbrug i form af naturlige og menneskelige tjenester, og samspillet mellem eksisterende og potentielle begrænsninger mellem de to. Typiske menneskelige bevillinger til grønne vandforsyninger omfatter anvendelser såsom dyrkning af fødevarer og fiberafgrøder, tømmer, og bioenergiressourcer, og husdyropdræt. I stigende grad, imidlertid, disse menneskelige arealanvendelser sker på bekostning af naturlige systemer og de økosystemtjenester, de leverer til både menneskelige og ikke-menneskelige samfund.

Joep Schyns og kolleger søgte at besvare tre hovedspørgsmål med deres undersøgelse:"Hvad er den menneskelige økonomis tilegnelse af grønt vand, angivet geografisk? Hvad er de geografisk eksplicitte grænser for menneskelig tilegnelse af grønt vand? Hvor nærmes eller overskrides disse grænser?"

For at besvare disse spørgsmål, forskerne definerede først et grønt vand-fodaftryk (WF _g ) med hensyn til træproduktion, landbrug, byområder, etc, ved en opløsning på 5 x 5 bueminutter af rumlige celler. Næste, de kvantificerede det maksimale bæredygtige WF _g (WF _{g, m} ) som den samlede tilgængelige grønne vandstrøm minus den grønne vandstrøm, der skal bevares for naturlige systemer. Ved etablering af et mål for WF _{g, m} , undersøgelsens forfattere tog faktorer som agroøkologisk tilgængelighed og biodiversitetsbevaringsbehov i betragtning. Bevaringsbehovene for biodiversitet her var baseret på kriterier fra Aichi Biodiversity Target 11, som foreskriver et beskyttet område på mindst 17 % af jorderne globalt. Endelig, Schyns og virksomheden vurderede tildeling af grønt vand i form af menneskelige aktiviteter versus naturlige tjenester for at afgøre, om menneskelige aktiviteter nærmede sig eller allerede havde overskredet WF _{g, m} på niveau med hver 5 x 5 celle. For det, de beregnede grøn vandknaphed (WS _g ) på landsdækkende niveau som forholdet mellem det nationale aggregerede WF _g til det nationale aggregat WF _{g, m} .

De fandt ud af, at 56 % af den bæredygtigt tilgængelige globale grønne vandstrøm allerede er blevet allokeret til menneskelige formål, dog på regionalt plan WF _g -til-WF _{g, m} forholdet varierede voldsomt. Områder som Skandinavien, Canada, Afrika og andre steder, for eksempel, endnu ikke havde henvendt sig til WF _{g, m} , der henviser til, at andre regioner såsom Centraleuropa, Syd Asien, Mellemøsten, og Mellemamerika nærmede sig hastigt eller havde allerede overskredet WF _{g, m} . Og kun 10 nationer, efterforskerne fandt, stod for mere end halvdelen af ​​overskridelsen:"USA (8,6%), Brasilien (6,9 %), Indonesien (6,4 %), Indien (5,2%), Kina (5,0 %), Colombia (4,9 %), Filippinerne (4,4 %), Mexico (4,0 %), Tyskland (3,1 %), og Malaysia (2,5%).

Måske lidt overraskende, lande med tilsyneladende rigelig nedbør som Tyskland, Storbritannien og New Zealand viste høj WS _g , hvor grønne vandressourcer allerede var fuldt eller næsten fuldt allokeret til menneskelige aktiviteter. I tilfældet Tyskland, forskerne påpeger, store dele af jorden er blevet omdannet til monokulturproduktion af rapsfrø for at opfylde landets bæredygtige energimål. Det her, på tur, menes at være ansvarlig for tilbagegangen af ​​flyvende insekter selv inden for beskyttede områder i Tyskland. Biobrændstofproduktion har ført til lignende konsekvenser i USA.

Ødelæggelsen af ​​regnskove, hovedsageligt i det globale syd, er i høj grad drevet af råvareproduktionspres til at udvide sig til lande med tilstrækkelig nedbør, som hidtil ikke er blevet brugt af mennesker, på bekostning af store tab af biodiversitet. Aktiviteter som kvægbrug og afgrødeproduktion til foder og biobrændstoffer driver ekspansionen ind i skovene og græsarealerne i Sydamerika, mens skovhugst og omlægning til palmeolieplantager er store trusler mod landområder i Sydøstasien. Disse områder er også hotspots på vandknaphedskortet. Som undersøgelsens forfattere ildevarslende bemærker, "Spændingerne mellem grønt vand til mennesker versus natur forstærkes i takt med, at efterspørgslen efter grønt vand efter biomasse i økonomien vokser. Denne vækst er ikke kun drevet af befolkningsvækst, men også ved at øge efterspørgslen efter grønt vand per indbygger på grund af ændringer i fødevare- og energimixet."

Bortset fra politiske tiltag til at bremse den menneskelige WF _g –- især dem, der er rettet mod forbruget af ressourcekrævende husdyr og brugen af ​​biobrændstoffer –- der er tiltag, der kan tages for at forbedre grønt vands produktivitet:f.eks. forbedring af jordens vandholdende kapacitet gennem jord uden jordbearbejdning eller påføring af mulches for at bremse fordampningen. Fordelagtige blå vandstrømme kan dog blive påvirket af forbedrede jordforvaltningsteknikker, og blå og grønne vandstrømme er i sidste ende indbyrdes forbundne og kommunikerende systemer, som begge i sidste ende er afhængige af nedbør. Stressresistente afgrødesorter, der er godt tilpasset til vandknappe forhold, er en anden mulig tilpasning til begrænsede grønne vandstrømme.

De historiske beslutninger om brug af grønt vand til menneskelige formål versus naturlige formål har for det meste begunstiget menneskelige bestræbelser på bekostning af naturlige levesteder og biodiversitet. Men selv ved at karakterisere disse beslutninger som "afvejninger" mellem det menneskelige og det naturlige, undersøgelsens efterforskere citerer "billioner af dollars i tab af økosystemtjenesteværdier" på grund af den menneskelige allokering af grønne vandressourcer. Altså, de konkluderer:"Verdens begrænsede grønne vandstrøm deles af det menneskelige samfund og naturen. Ved at ignorere grænserne for menneskets [sic] voksende WF _g ––drevet af en øget efterspørgsel efter fødevarer, foder, fiber, tømmer, og bioenergi – vi risikerer yderligere tab af økosystemtjenesteværdier. Grønt vand er en kritisk og begrænset ressource, som eksplicit bør indgå i enhver vurdering af vandknaphed, mad sikkerhed, eller bioenergipotentiale."

© 2019 Science X Network