• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Badania sugerują, że zarządzanie zasobami wody może zwiększyć plony, ale to nie wystarczy

    13.10.2009. 15:12
    opublikowane przez: Maksymilian Gajda

    Zespół niemieckich i szwedzkich naukowców odkrył, że średnio zaawansowane zarządzanie zasobami wody w gospodarstwach rolnych z wykorzystaniem pewnych strategii mogłoby zwiększyć o 19% globalną wydajność upraw. Niemniej będą potrzebne dalsze, istotne udoskonalenia w rolnictwie, aby zaspokoić zapotrzebowanie na żywność rosnącej populacji świata. Do takich wniosków doprowadziły badań naukowe z wykorzystaniem technik modelowania, opisane w ogólnodostępnym czasopiśmie Environmental Research Letters.

    Badania zostały w części sfinansowane z tematu "Zrównoważony rozwój, zmiany globalne i ekosystemy" Szóstego Programu Ramowego (6PR) za pośrednictwem projektu ENSEMBLES (Prognozy zmian klimatycznych i ich skutków oparte na ENSEMBLE).

    "Wykorzystanie wody w rolnictwie to kluczowy problem XXI w. - bez udoskonaleń nie da się opanować skutków zmian klimatu ani zaspokoić zapotrzebowania na żywność dodatkowych 2 lub 3 miliardów ludzi" - twierdzi współautor, profesor Wolfgang Lucht z Poczdamskiego Instytutu Badań nad Wpływem Klimatu (PIK) w Niemczech. "Z tego względu sprawdzaliśmy w ramach ostatnich badań, czy są realne możliwości przynajmniej częściowego zniwelowania pojawiającego się w wielu regionach świata niedoboru w zasobach wody dla rolnictwa. Wyniki są pokrzepiające."

    Za pomocą modelu roślinność-woda naukowcy zidentyfikowali dwie kluczowe strategie: zmniejszenie ewaporacji z powierzchni gleby oraz zbieranie wody deszczowej. Dzięki mulczowaniu i różnym systemom upraw ewaporację wody z gleby można zmniejszyć o 50%, przekształcając jednocześnie bezproduktywną ewaporację w produktywną transpirację roślin. Zdaniem naukowców już tylko takie działania mogą zwiększyć globalne plony o 2% do 25%. Najbardziej obiecującymi regionami dla tej strategii są stepowe obszary na Środkowym Zachodzie Stanów Zjednoczonych, Sahel, Południowa Afryka i Azja Środkowa.

    Ponadto naukowcy sugerują, że należy zbierać wodę deszczową w sadzawkach lub rowach oraz za pomocą sztucznych zbiorników podpowierzchniowych w celu zabezpieczenia zapasów na okres suszy. W ten sposób istnieje możliwość zwiększenia globalnych plonów o 4% do 31%. "Jednakże szkodliwe skutki zmiany klimatu mogą obniżyć globalną wydajność upraw o 10% do 2050 r." - wyjaśnia Stefanie Rost z PIK.

    Aby zaspokoić zapotrzebowanie na żywność dziesięciomiliardowej populacji na świecie w 2050 r. - dane szacunkowe Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu (IPCC) - areał ziemi uprawnej powinien wzrosnąć na całym świecie o 10 do 25 milionów kilometrów kwadratowych (km2). Wiązać się to będzie ze znacznym zwiększeniem zużycia słodkiej wody - o 4.500 do 13.300 kilometrów sześciennych (km3).

    "Niemniej dla wielu regionów świata, które już teraz borykają się z ograniczoną dostępnością wody, to nie jest dobre rozwiązanie" - podkreśla dr Dieter Gerten, hydrolog z PIK. "Powinniśmy więc zastanowić się nad lepszymi sposobami wykorzystania wody, która tam jest."

    Naukowcy konkludują, że nawet zakrojone na szeroką skalę działania w zakresie zarządzania zasobami wody na obecnych gruntach uprawnych nie wystarczą, aby zabezpieczyć zapotrzebowanie na żywność rosnącej populacji na świecie. "Te dane każą stawiać zasadnicze pytania o kompromisy pomiędzy przyszłym wykorzystaniem gruntów i wody na potrzeby rolnictwa nawadnianego i zasilanego wodą deszczową oraz pomiędzy naturalnymi ekosystemami a bioinżynierią" - napisali.

    "Tym bardziej uwydatnia się potrzeba badania i łączenia wszelkich opcji na rzecz wydajniejszej irygacji i/lub rozwoju rolnictwa nawadnianego, hodowli i genetycznego opracowywania roślin oraz skuteczniejszego handlu wirtualną wodą."

    rdo: CORDIS

    informacji: Environmental Research Letters: http://www.iop.org/EJ/erl Poczdamski Instytut Badań nad Wpływem Klimatu (PIK): http://www.pik-potsdam.de Teksty pokrewne: 31230, 31289 Kategoria: Wyniki projektów
    Źródło danych: Environmental Research Letters; Poczdamski Instytut Badań nad Wpływem Klimatu (PIK)
    Referencje dokumentu: Rost, S. et al. (2009) Global potential to increase crop production through water management in rainfed agriculture. Environmental Research Letters, publikacja z dnia 9 października 2009 r. DOI: 10.1088/1748-9326/4/4/044002.
    Indeks tematyczny: Rolnictwo; Zmiana klimatu & cykl węglowy; Ochrona srodowiska; Zywnosc; Badania Naukowe; Zasoby wodne i gospodarowanie nimi RCN: 31348   W góre . O tym serwisie . Serwisy CORDIS . Helpdesk . © . Ważne informacje prawne Administratorem witryny CORDIS jest Urząd Publikacji

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Bezpieczeństwo wodne – pojęcie określające zdolność danej populacji do zapewnienia sobie dostępu do źródeł wody pitnej. Zapewnienie bezpieczeństwa wodnego jest narastającym problemem gdyż mają na niego wpływ takie czynniki jak przyrost naturalny, susze, zmiany klimatu, zjawiska El Niño i La Niña, coraz większe zanieczyszczenie istniejących źródeł wody, zbędne zużycie wody przez przemysł i nadmierne zużywanie wód gruntowych i artezyjskich. Poziom bezpieczeństwa wodnego ulega drastycznej redukcji w wielu krajach świata zjawisko to określa się z języka angielskiego jako „water stres”. Projekt Baltex (ang. The Baltic Sea Experiment) – rozpoczęty w 1992 roku projekt badający zmiany klimatu, zarządzanie zasobami wodnymi oraz jakość powietrza i wody w rejonie Morza Bałtyckiego. Climatic Research Unit – instytut badawczy zmian klimatu w School of Environmental Sciences w University of East Anglia w Norwich.

    Ściśliwość wody morskiej - zdolność wody morskiej do zmian obiętości właściwej pod wpływem zmian wywieranego na nią ciśnienia. Miarą tej ściśliwości jest współczynnik ściśliwości wody morskiej, zależny od temperatury, zasolenia i ciśnienia w wodzie. Gospodarka wodami – to wszelkie działania z zakresu planowania, rozwijania, dystrybuowania i zarządzania optymalnym zużyciem wody. Zrównoważone planowanie w obszarze gospodarki wodami uwzględnia konkurencję o zasoby w taki sposób, by przyczynić się do sprawiedliwej alokacji wody, która w całości zaspokoi popyt i różnorodne rodzaje przeznaczenia wody.

    Ujęcie wody – zespół budowli i powiązanych z nimi urządzeń, przeznaczonych do poboru wody dla potrzeb gospodarczych i bytowych. Ujęcia wody ze względu na źródło, z którego pobierana jest woda, można podzielić na ujęcia wód podziemnych i ujęcia wód powierzchniowych. Filtr do oczyszczania wody - jest to zestaw urządzeń i środków zapewniających oczyszczanie wody słodkiej z zanieczyszczeń mechanicznych, biologicznych i promieniotwórczych w warunkach polowych. Filtry mogą być przenośne i przewoźne.

    Wody zaskórne, zwane też wodami wierzchówki, prawidłowa nazwa: wody przypowierzchniowe – wody podziemne, znajdujące się bardzo płytko pod powierzchnią gruntu. Wody te cechują się zmiennością temperatury i z reguły są zanieczyszczone. Z tego względu nie nadają się do celów spożywczych. Wody zaskórne powstają pod wpływem zmian temperatury i opadów atmosferycznych. Wody te są niezbędne do życia roślin. Susza fizjologiczna – okres, w którym roślina nie może pobierać wody z otoczenia, mimo iż woda tam występuje. Bezpośrednią przyczyną jest zbyt wysoki potencjał osmotyczny roztworu glebowego. Ilość pobieranej przez roślinę wody zależny od powierzchni absorbującej i różnicy potencjału wody. Gdy różnica potencjału jest zbyt mała roślina nie pobiera wystarczającej ilości wody.

    Roztwór glebowy – składnik biotopu ekosystemu glebowegohabitat wielu gatunków edafonu, źródło wody i soli mineralnych, pobieranych przez korzenie roślin; ciecz wypełniająca wraz z powietrzem przestrzeń między organicznymi, mineralnymi i organiczno-mineralnymi cząstkami stałymi oraz adsorbująca się na ich powierzchni; roztwór soli mineralnych, związków organicznych i gazów oraz faza ciągła koloidów. Źródłami wody glebowej są opady atmosferyczne, wody gruntowe i spływy boczne, w ilościach zależnych m.in. od klimatu, morfologii gleby i rzeźby terenu. Zdolność do zatrzymywania wody w strukturze gleby (retencja wodna) jest konsekwencją działania sił adsorpcji, sił kapilarnych i innych, zróżnicowanych w różnych typach gleb.

    Kompleks pszenny wadliwy (3) - kompleks przydatności rolniczej gleb w Polsce obejmujący gleby średnio zwięzłe i zwięzłe, ale tylko te, które nie są zdolne do magazynowania większych ilości wody i w związku z tym są okresowo za suche. Gleby te należą do dwóch grup. Pierwsza grupa obejmuje gleby płytkie zwięzłe, zalegające na zbyt przepuszczalnym podłożu. Do tej grupy należą gleby wytworzone z iłów, glin i utworów pyłowych, podścielonych żwirem lub piaskiem luźnym oraz płytkie rędziny. Druga grupa zawiera gleby głębokie całkowite, które występują na zboczach wzniesień i stoków, co powoduje spływy powierzchniowe i erozję. W obu przypadkach plony roślin są różnicowane przez zmienność stosunków wodnych; w pierwszym przypadku brak wody może być spowodowany przepuszczalnym podłożem, co powoduje szybkie odprowadzenie wody do głębszych warstw oraz brak możliwości jej podsiąkania ku górze, w drugim przypadku jest to spowodowane spływem powierzchniowym. Plony roślin są zależne od ilości wody zmagazynowanej w glebie, które to w latach wilgotnych mogą być wyższe od tych uzyskiwanych na lepszym, drugim kompleksie, a w latach suchych mogą być małe. Charakterystycznym zjawiskiem występującym na glebach tego kompleksu jest wcześniejsze dojrzewanie zbóż, co pociąga za sobą gorsze wykształcenie ziarna i mniejsze plony.

    Tara Oceans – wyprawa badawcza na statku Tara, mająca na celu szczegółowe poznanie górnej warstwy oceanów – do 200 m głębokości. Badania koncentrują się m.in. na badaniu planktonicznych protistów i roślin, a zwłaszcza relacji fitoplanktonu ze zmianami stężenia dwutlenku węgla i związanym z nimi globalnym ociepleniem i zakwaszeniem wód. Wśród innych badanych zagadnień przewidywane są również badania raf koralowych. Rezultaty przeprowadzonych badań mogą przyczynić się do lepszego poznania wczesnych etapów ewolucji życia na Ziemi, globalnych cykli biogeochemicznych oraz zrozumienia funkcjonowania klimatu i skutków jego zmian. Niwelacja oceanograficzna – metoda polegająca na wyznaczaniu różnic wysokości reperów osadzonych na nadbrzeżach na podstawie rejestrowania poziomu swobodnego zwierciadła wody w akwenie. Przy analizowaniu zmian poziomu zwierciadła wody na podstawie ilościowego szacowanie przyczyn je wywołujących mamy do czynienia z metodą dynamiczną. Istnieje również metoda kinematyczna, polegająca na rejestrowaniu i analizowaniu zmian poziomów wody w akwenie i wpływu na te zmiany różnorodnych przyczyn bez ich ilościowego szacowania.

    Intergovernmental Panel on Climate Change (Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu, w skrócie IPCC) – organizacja założona w 1988 przez dwie organizacje Narodów Zjednoczonych – Światową Organizację Meteorologiczną (WMO) oraz Program Środowiskowy Organizacji Narodów Zjednoczonych (UNEP) w celu oceny ryzyka związanego z wpływem człowieka na zmianę klimatu. Prędkość wody – prędkość cząstki wody w cieku wodnym. Zwykle jest wyrażana w metrach lub w centymetrach na sekundę. Czynnikami wpływającymi na prędkość wody są ukształtowanie powierzchni i kąt nachylenia terenu, w jakim znajduje się ciek wodny oraz rodzaj i wielkość cieku. Woda płynąca zazwyczaj ma mniejszą prędkość przy krawędziach i na dnie cieku natomiast największą prędkość odnotowuje się w środku cieku. Ze względu na skutki przepływu prędkość wody może być:

    Szara woda – Europejska Norma 12056-1 definiuje szarą wodę jako wolną od fekaliów zabrudzoną wodę. W praktyce jest to nieprzemysłowa woda ściekowa wytwarzana w czasie domowych procesów takich jak mycie naczyń, kąpiel czy pranie, nadająca się w ograniczonym zakresie do powtórnego wykorzystania. W tradycyjnym gospodarstwie domowym 50—80% wody ściekowej może być wykorzystanej jako szara woda. Do wykorzystania nadaje się niemal cała woda, jakiej używa się w domu, z wyjątkiem wody po spłukaniu toalet. Szara woda znacznie różni się od wody powstałej po spłukaniu ubikacji zarówno ilością, jak i różnorodnością zawartych w niej chemikaliów i bakterii (od odchodów po toksyczne środki chemiczne). Szara woda zawdzięcza swą nazwę mętnemu wyglądowi oraz statusowi, który nie kwalifikuje jej jako wody czystej pitnej ani też jako wody silnie skażonej. Zgodnie z powyższą definicją, jeśli szara woda zawiera znaczące ilości odpadów kuchennych czy też silne środki chemiczne, należy ją zakwalifikować jako ściek. Wirtualna woda – ilość wody, która jest potrzebna do wyprodukowania danego produktu spożywczego, a także produkty, które są sprzedawane państwom, w których nie są uprawiane (bądź uprawiane w małej ilości) ze względu na niedostępność wody. Zaoszczędzona w ten sposób woda może być wykorzystana do innych celów. Obroty wirtualną wodą wynoszą około 800 mld USD. Koncepcja została wprowadzona w 1993 przez Johna Anthonego Allana. Jeden hamburger to około 2400 litrów wirtualnej wody. Przeciętny Amerykanin konsumuje około 6,800 litrów wirtualnej wody każdego dnia, trzykrotnie więcej niż Chińczyk.

    Dodano: 13.10.2009. 15:12  


    Najnowsze