Пшеница, рис, сахар, хлопок и кукуруза входят в число основных культур, продаваемых на международном уровне в мировой экономике. По данным Водной программы ООН, для производства этих культур многие страны полагаются на орошаемое земледелие, на долю которого приходится около 70 процентов мирового забора пресной воды. Одним из источников пресной воды являются подземные водоносные горизонты, некоторые из которых пополняются так медленно, что по существу являются невозобновляемым ресурсом.
Новое исследование, проведенное учеными из Университетского колледжа Лондона и Института космических исследований имени Годдарда НАСА в Нью-Йорке, показывает, что 11 процентов мировых невозобновляемых подземных вод, используемых для орошения, идут на выращивание сельскохозяйственных культур, которые затем продаются на международный рынок. Кроме того, две трети экспортируемых культур, зависящих от невозобновляемых подземных вод, производятся в Пакистане (29 процентов), США (27 процентов) и Индии (12 процентов).
«Истощение подземных вод наблюдается не только в отдельных странах, но и у их торговых партнеров», - говорит ведущий автор Кэрол Далин из Университетского колледжа Лондона. «Когда люди потребляют определенные импортные продукты, они должны знать, что они могут оказывать влияние на окружающую среду в других местах». Результаты были опубликованы 30 марта в журнале Nature.
Далин и ее коллеги использовали данные о торговле сельскохозяйственными товарами стран от Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций. Затем они объединили ее с глобальной гидрологической моделью, проверенной с помощью наземной информации и спутниковых данных НАСА, чтобы проследить источники воды, используемые для производства 26 конкретных классов сельскохозяйственных культур, от страны их происхождения до конечного пункта назначения. Их анализ является первым, чтобы определить, какие конкретные культуры происходят из резервуаров подземных вод, которые не будут обновляться в масштабах человеческого времени, и где они потребляются.
"Скажем, я в Японии, и я импортирую кукурузу из Соединенных Штатов", сказал соавтор Майкл Пума из Института космических исследований имени Годдарда НАСА и Колумбийского университета в Нью-Йорке. «С точки зрения Японии важно знать, производится ли эта кукуруза из устойчивого источника воды, потому что вы можете себе представить, что в долгосрочной перспективе, если уровень грунтовых вод слишком сильно уменьшится, Соединенным Штатам будет трудно выращивать этот урожай».
Во всем мире 18 процентов всех выращиваемых культур продаются на международном уровне. Остальные 82 процента остаются в стране для внутреннего рынка. Однако в период с 2000 по 2010 год объемы различных экспортируемых культур, выращиваемых с использованием неустойчивых грунтовых вод, значительно возросли. Например, в Индии экспорт сельскохозяйственных культур, истощающих грунтовые воды, удвоился за этот период, в то время как в Пакистане он вырос на 70 процентов, а в Соединенных Штатах - на 70 процентов. 57 процентов.
Страны, которые экспортируют и импортируют эти культуры, могут в будущем столкнуться с риском потери урожая и его прибыли из-за использования невозобновляемых подземных вод. Импортерам, возможно, придется найти альтернативные источники, возможно, по более высокой цене.
Крупнейшие импортеры сельскохозяйственных культур, выращенных с использованием невозобновляемых подземных вод, включают США, Иран, Мексику, Японию, Саудовскую Аравию, Канаду, Бангладеш, Великобританию, Ирак и Китай, которые в 2000 г. в чистого импортера в 2010 году. Страны в обоих списках часто экспортируют разные товары, чем импортируют.
Водоносные горизонты образуются, когда вода накапливается в земле с течением времени, иногда в течение сотен или тысяч лет. Невозобновляемые водоносные горизонты - это те, которые не накапливают осадки достаточно быстро, чтобы заменить то, что вытягивается на поверхность либо естественным путем в озера и реки, либо, в данном случае, людьми с помощью насосов. Как только эти подземные воды истощатся, они фактически исчезнут навсегда в масштабах человеческой жизни и больше не будут доступны для помощи во время кризисов, таких как засухи, объяснил Далин..
Просадки в водоносных горизонтах по всему миру наблюдались в течение последних пятнадцати лет в рамках эксперимента НАСА по восстановлению гравитации и климату (GRACE), пары спутников, которые обнаруживают изменения в гравитационном поле Земли, чтобы увидеть движение масс, таких как ледяные щиты и, в данном случае подземные воды.
«Что инновационного в этом исследовании, так это то, что оно связывает оценки истощения подземных вод с данными на уровне страны», - сказал гидролог Мэтт Роделл из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, который не участвовал в исследовании. По его словам, необходимо провести дополнительные исследования, которые учитывают рост населения, изменение рациона питания, изменение климата, внедрение технологий орошения и изменения политики, чтобы понять, когда эти водоносные горизонты могут начать высыхать.
Абсолютное количество воды во многих из этих водоносных горизонтов трудно определить количественно, хотя эксперты во многих регионах уже ищут более эффективные методы определения того, сколько воды осталось и как долго ее может хватить, сказал Далин. По ее словам, сейчас и в будущем лица, принимающие решения, и местные фермеры должны будут выбрать стратегию использования этой невозобновляемой воды, которая уравновешивает потребности краткосрочного производства и долгосрочной устойчивости..