Источник дождевой воды определяет уязвимость сельского хозяйства к засухе

То, откуда приходит дождь, орошающий мировые поля, имеет решающее значение для продовольственной безопасности. Более 80% пахотных земель в мире зависят от дождевой воды, которая берет свое начало либо в океане, либо на суше в результате испарения с поверхности и растениями.

В одном из первых глобальных исследований ученые из Стэнфордского университета и Калифорнийского университета в Сан-Диего использовали спутниковые данные для картирования источников дождевой воды. Оказалось, что регионы, в большей степени зависящие от влаги, «переработанной» сушей, – такие как Средний Запад США, юг Африки и некоторые части Азии – сталкиваются с более высоким риском засухи и потери урожая при нехватке осадков.

Исследование, опубликованное в журнале Nature Sustainability, также выявило критический порог – когда доля дождевой воды сухопутного происхождения достигает примерно 36%, посевы становятся гораздо более подверженными водному стрессу. По словам соавтора исследования Джен Берни, это значение фактически разделяет мировые пахотные земли на две группы: одну – в целом обеспеченную водой, и другую – склонную к ее сильному дефициту.

Два региона особенно ярко иллюстрируют эту уязвимость. Первый – Средний Запад США, один из самых продуктивных «кукурузных поясов» мира. Его высокая зависимость от влаги с суши усугубляет засушливые периоды, что напрямую влияет на мировые рынки зерна. Второй – Восточная Африка, где леса активно вырубаются под сельскохозяйственные нужды. Как объясняет исследователь Янь Цзян, это создает опасный конфликт: «Вырубая леса для создания ферм, можно уничтожить источник дождя, необходимый для поддержания этих же ферм». Это ставит под прямую угрозу местную продовольственную безопасность и требует немедленного внедрения разумной политики землепользования.

Новые данные помогают выработать более точечные стратегии адаптации. Фермерам в регионах, зависящих от влаги с суши, рекомендуется уделять пристальное внимание местным водным ресурсам, инвестируя в ирригацию, хранение воды и управление влажностью почвы. Не менее важна и защита «подветренных» лесов и экосистем, которые генерируют испарения, питающие дожди. Напротив, фермерам в регионах, получающих влагу из океана, следует корректировать графики посадки, чтобы адаптироваться к крупномасштабным климатическим явлениям, таким как Эль-Ниньо и муссоны.

Прорыв стал возможен благодаря анализу спутниковых данных об изотопах воды. Эти изотопы действуют как уникальные «отпечатки пальцев» влаги в атмосфере. Их отслеживание позволяет ученым проследить весь путь воды по воздуху – от места испарения до выпадения в виде дождя. Ранее традиционные методы позволяли измерять лишь общее количество влаги или осадков, но не их происхождение.