Indisk landbrug:Udtømning af grundvand kan reducere vinterbeskåret areal betydeligt i år

Indien er verdens næststørste producent af hvede og ris og er hjemsted for mere end 600 millioner landmænd.

Landet har opnået imponerende fødevareproduktionsgevinster siden 1960'erne, skyldes dels en øget afhængighed af kunstvandingsboringer, hvilket tillod indiske landmænd at udvide produktionen til de hovedsageligt tørre vinter- og sommersæsoner.

Men disse gevinster har en pris:Det land, der producerer 10% af verdens afgrøder, er nu verdens største forbruger af grundvand, og akviferer bliver hurtigt udtømt i store dele af Indien.

Indiske embedsmænd har foreslået, at man skifter fra grundvandsnedbrydende brønde til kunstvandingskanaler, som leder overfladevand fra søer og floder, er en måde at overvinde forventede mangler.

Men i en undersøgelse, der er planlagt til offentliggørelse den 24. februar i tidsskriftet Videnskab fremskridt , en forsker fra University of Michigan og hendes kolleger konkluderer, at et skift til kanalvanding ikke fuldt ud vil kompensere for det forventede tab af grundvand i indisk landbrug.

Forfatterne vurderer, at hvis indiske landmænd mister al adgang til grundvand i overudnyttede regioner, og hvis dette vandingsvand ikke erstattes med vand fra andre kilder, så kunne vinterbeskåret areal reduceres med op til 20% på landsplan. Imidlertid, dette scenario synes meget usandsynligt og blev kun inkluderet i undersøgelsen som et overgrænset skøn.

Det forekommer mere sandsynligt, at eventuelle fremtidige grundvandsmangel i det mindste delvist vil blive opvejet af stigninger i kanalvanding. Men selvom alle indiske regioner i øjeblikket bruger udtømt grundvandsskifte til kanalvanding, vinterbeskåret areal kan stadig falde med 7% på landsplan og med 24% på de mest hårdt ramte steder, ifølge forskerne.

"Vores resultater fremhæver grundvandets kritiske betydning for indisk landbrug og levebrød i landdistrikterne, og vi var i stand til at vise, at simpelthen at tilbyde kanalvanding som en erstatningskilde vil sandsynligvis ikke være nok til at opretholde det nuværende produktionsniveau i lyset af grundvandsspild, "sagde forfatterens hovedforfatter Meha Jain fra University of Michigan.

Undersøgelsen analyserede satellitbilleder i høj opløsning og folketællingsdata på landsbyniveau og fokuserede på vinterbeskåret areal. Mens næsten alle indiske landmænd plantede afgrøder i løbet af monsunen for at drage fordel af sæsonens regn, vinterlandbruget er hovedsageligt afhængigt af grundvandsvanding og tegner sig nu for 44% af landets årlige beskårne areal til madkorn.

"Disse fund tyder på, at andre tilpasningsstrategier, ud over kanaludvidelse, er nødvendige for at klare løbende grundvandstab, "sagde Jain, en adjunkt på U-M Skolen for Miljø og Bæredygtighed.

Mulighederne omfatter skift fra vinterris til mindre vandintensive korn, øget anvendelse af sprinklere og drypvanding for at spare vand på markerne, og politikker for at øge vandingskanalernes effektivitet.

Mens udledning af grundvand er ved at blive en global trussel mod fødevaresikkerheden, og omfanget af den nuværende og forventede udledning af grundvand er veldokumenteret, de potentielle virkninger på fødevareproduktionen er stadig dårligt kvantificerede.

Undersøgelsen af ​​Jain og kolleger er den første til at bruge empiriske data i høj opløsning, herunder folketællingsdata om de vandingsmetoder, der anvendes i mere end 500 000 indiske landsbyer, at estimere de afgrødeproduktionstab, der kan opstå, når overudnyttet grundvand går tabt.

Spredning af dyb (> 100 fod) vandingsboringer kaldet rørbrønde siden 1960'erne har gjort det muligt for indiske landmænd at øge antallet af sæsoner, når afgrøder plantes i et givet år. Denne stigning i "beskæringsintensitet" krediteres for meget af landets fødevareproduktionsgevinster.

Forskerne brugte satellitdata til at måle indisk vinterbeskåret område, en afgørende faktor for beskæringsintensitet. De linkede derefter satellitdataene til folketællingsoplysninger om de tre hovedtyper af kunstvandingsinfrastruktur i Indien:lavvandede "gravede brønde, "dybere rørbrønde og kanaler, der afleder overfladevand.

Ved at forbinde de to datasæt kunne de bestemme den relative effektivitet af hver kunstvandingsmetode. At, på tur, gjorde dem i stand til at estimere potentielle fremtidige arealtab og evnen til kanaludvidelse til at udfylde hullet.

Undersøgelsens værst tænkelige scenario viste, at vinterbeskåret område kunne falde med op til 20% på landsplan og med 68% i de hårdest ramte regioner, hvis landmænd mister al adgang til grundvand, og hvis vandingsvandet ikke erstattes fra en anden kilde. De forventede tab ville i vid udstrækning forekomme i det nordvestlige og centrale Indien, ifølge undersøgelsen.

Forskerne fandt også, at øget afstand til eksisterende vandingskanaler er stærkt forbundet med reduceret areal beplantet med vinterafgrøder. I fremtiden, en større afhængighed af kanaler kan øge ulighederne vedrørende adgang til kunstvanding, ifølge forfatterne.

"Dette tyder på, at mens kanaler kan være en levedygtig form for kunstvanding for dem, der bor i nærheden af ​​kanaler, de kan føre til mere ulige adgang til kunstvanding på tværs af landsbyer i forhold til brønde, med negative virkninger for dem, der bor længere fra kanaler, "skrev forfatterne.

Ud over, søer og floder, der fodrer kunstvandingskanaler, stiger og falder som reaktion på variationer i nedbøren, i modsætning til dybe grundvandsboringer. Så, en større afhængighed af kanalvanding i fremtiden ville resultere i øget følsomhed over for udsving fra år til år, samt eventuelle langsigtede tendenser på grund af menneskeskabte klimaforandringer.

"At forstå det komplekse forhold mellem fødevaresikkerhed og tilgængelighed af vand er afgørende, når vi forbereder os på fremtidige nedbørsmængder på grund af globale klimaændringer, "sagde medforfatter Gillian Galford fra University of Vermont.