کشاورزی روز

مطالعه تازه‌ای نشان داد که در طی خشکسالی اخیر در کالیفرنیا، حجم عظیمی از آب‌های زیرزمینی از بین رفته و این مساله سوالات زیادی را درباره آینده این منطقه مهم کشاوزی، مطرح ساخته است.

به گزارش کشاورزی روز به نقل از ایانا ، ساینس دیلی نوشت، محققان دانشگاه یو سی ال ای و دانشگاه هوستون تحقیقی انجام دادند که بر اساس آن مشخص شد که سطح آب‌های زیرزمینی در دره مرکزی کالیفرنیا در خشکسالی اخیر به شدت پایین رفته که این امر سوالات بسیاری را درباره آینده این منطقه مهم کشاورزی مطرح ساخته است.

محققان میزان دقیق مصرف آب‌های زیر زمینی در دره مرکزی، طی سال‌های ۲۰۰۲ تا ۲۰۱۶ شامل دو خشکسالی یکی از سال ۲۰۰۷ تا ۲۰۰۹ و خشکسالی شدیدتر از ۲۰۱۲ تا ۲۰۱۶ را اندازه‌گیری کردند. دره مرکزی کالیفرنیا بیش از ۱۸ هزار مایل مربع از ساحل تا رشته کوه‌های سیرا نوادا وسعت دارد و یکی از بزرگترین مراکز کشاورزی در ایالات متحده است که بیش از نیمی از میوه‌ها، سبزیجات و خشکبار آمریکا را تامین می‌کند.

بر طبق مطالعه‌ای که در مجله Geophysical Research Letters منتشر شد، در طی دو دوره خشکسالی در مجموع به ترتیب ۱۶,۵ کیلومتر مربع و ۴۰ کیلومتر مربع از آب‌های زیرزمینی از بین رفته است. در خشکسالی اخیر سالانه بیش از ۱۰ کیلومتر مربع ازحجم آب‌های زیر زمینی کاهش یافته است. محققان این امر را ناشی از کاهش بارندگی و ذوب شدن برف‌ها، تغییر در نوع گیاهانی که کاشته شده و نیز افزایش دما می‌دانند.

دنیس لتنمایر استاد جغرافیا در دانشگاه یو سی ال ای که سرپرستی این تحقیق را بر عهده داشته می‌گوید: "میزان موادی که گفته می‌شود بر اثر فوران کوه سنت هلن در سال ۱۹۸۰ از آن خارج شده است در حدود یک کیلومتر مربع است. بنابر این ما داریم درباره ۴۰ برابر این میزان در خشکسالی اخیر صحبت می‌کنیم".

در طی خشکسالی، کشاورزان دره مرکزی مجبور بودند به جای آبی که معمولا از حوضه رودخانه کلرادو و رشته کوه‌های سیرا نوادا تامین می‌شد، از آب چاه استفاده کنند. خشکسالی سال‌های ۲۰۱۲ تا ۲۰۱۶ علاوه بر کاهش شدید آب‌های زیر زمینی، با تغییر نوع کشت کشاورزان دره مرکزی از محصولات ردیفی به محصولات با ارزش‌تر و نیازمند آب بیشتر همچون بادام، پسته و گردو همراه شد. بر خلاف محصولات ردیفی، نمی‌توان در سال‌های خشک دره مرکزی کالیفرنیا، این درختان را که به آبیاری بسیار زیادی نیاز دارند، بدون به خطر افتادن درخت و باروری آن در آینده، بدون آب رها کرد.

لتنمایر می‌گوید: پایین رفتن سطح آب‌های زیرزمینی، حتی با کاهش میزان آبیاری زمین‌ها که طی سال‌های ۲۰۰۷ تا ۲۰۰۹ در مقایسه با سال‌های ۲۰۱۲ تا ۲۰۱۶، هفت درصد کاهش داشت، همچنان تداوم یافت. تاثیر افزایش دما در طی خشکسالی دوم و گذار از محصولات ردیفی به کاشت درخت، که موثرترین عوامل در کاهش آب‌های زیرزمینی در دوره بین این دو خشکسالی به شمار می‌آید، بیش از جبران تاثیرات کاهش آبیاری زمین‌ها بوده است.

مصرف آب‌های زیرزمینی برای آبیاری در دره مرکزی، موضوعی کاملا مستند و بحث برانگیز در کالیفرنیا بوده است. برآورد می‌شود ۱۰۰ هزار چاه خصوصی یا تعداد بیشتری چاه در منطقه وجود داشته باشد که قدمت برخی از آنها به دهه ۱۹۳۰ بر می‌گردد و بسیاری از آنها خارج از نظارت نهادهای ایالتی یا فدرال است.

لتنمایر می‌گوید: استفاده از چاه برای آبیاری، پیامدهای زیست محیطی و اقتصادی دارد. فرونشست زمین یکی از دغدغه‌هاست چون با پایین رفتن سفره‌های آب زیر زمینی، خاک فشرده می‌شود. همچنین پایین رفتن سطح آب، هزینه‌های پمپاژ را برای کشاورزان افزایش می‌دهد.

لتنمایر می‌گوید: "پمپاژ آب در زمان خشکسالی، استراتژی نامعقولی نیست. اما مشکل اینجاست که برای داشتن یک سیستم پایدار باید سفره‌های آب زیرزمینی را تا حدودی دوباره پر کنید؛ ضرورتی که هیچ برنامه‌ای برای عملی ساختن آن وجود ندارد".

در نظام حقوقی پیچیده آب در کالیفرنیا، که بخشی از آن را دولت فدرال مدیریت می‌کند، به طور عمده برای مصرف آب‌های زیرزمینی، قانونی وضع نشده است. اما در سال ۲۰۱۴ در کالیفرنیا قانونی تصویب شد که از برنامه‌ریزان محلی و کشاورزان می‌خواست که تا پایان آن سال، سازمان حفاظت از آب‌های زیرزمینی را تشکیل دهند یا به سازمان‌های موجود بپیوندند. آنها تا سال ۲۰۲۰ فرصت دارند تا برنامه‌های خود برای تثبیت حوضه‌های آب زیرزمینی تا سال ۲۰۴۰ را ارائه کنند.

لتنمایر می‌گوید: "منطقی است که تصور کنیم خشکسالی‌های دیگری در راه است و در طی آن دوره، از آب‌های زیرزمینی و چاه‌هایی که هنوز در آنجا موجود هستند، استفاده خواهد شد. اکنون که خشکسالی اخیر در معرض بررسی است، هنوز درباره اینکه چقدر می‌توانیم انتظار داشته باشیم که کاهش آب‌های زیرزمینی به طور طبیعی جبران شود و اینکه آب، چگونه در دره مرکزی مدیریت خواهد شد، سوالاتی مطرح است".

این مطالعه به موضوع تبخیر و تعرق پرداخته که شامل آبی است که بر اثر تعریق گیاهان و تبخیر سطحی خاک و همچنین آبیاری و جریان سطحی آب به داخل و خارج از دره مرکزی، وارد هوا می‌شود.

محققان از دو روش ردیابی سطوح آب زیرزمینی، برآورد سنتی سطح آب – که میزان جریان آب ناشی از بارندگی و ذوب شدن برف‌ها، رطوبت خاک و تبخیر و تعریق را محاسبه می‌کند- و داده‌های سیستم ماهواره‌های دوقلوی ناسا موسوم به GRACE استفاده کردند.

هیدونگکی لی یکی از نویسندگان همکار این تحقیق و استاد مهندسی شهری و زیست محیطی از دانشگاه هوستن می‌گوید: "GRACE برای این مطالعه، همچون ابزاری منحصر به‌فرد بوده که مستقیما از فضا، اطلاعات را درباره تغییرات حجم آب تهیه می‌کند و برآوردهای مربوط به سطح آب را تایید می‌کند".

GRACE سطح آب را با اندکی واریانس اندازه‌گیری می‌کند. در مقایسه با برآورد سطح آب به روش سنتی که کاهش آب را سالانه ۱۰ متر مربع تخمین زده است، بر اساس داده‌های GRACE، ارزیابی می‌شود که کاهش آب‌های زیرزمینی، از سال ۲۰۱۲ تا ۲۰۱۶ سالانه ۱۱,۲ کیلومتر مربع بوده است. همچنین در حالی که اطلاعات روش سنتی نشان داد که طی سال‌هایی که خشکسالی نبوده مقداری از آب‌های زیرزمینی جبران شده ، اطلاعات GRACEچنین چیزی را نشان نمی‌دهد. دامنه ارزیابی‌های GRACE، منطقه‌ای تقریبا چهار برابر دره مرکزی را در بر می‌گیرد.

لی می‌گوید: "هر دو نوع ارزیابی مبتنی بر سطح آب و ارزیابی حجم آب‌های زیرزمینی توسط سیستم GRACE ممکن است با درصدی از خطا همراه باشد؛ منطقه نسبتا کوچک دره مرکزی (از نظر GRACE ) ممکن است عامل اختلاف در ارزیابی‌ها باشد".

محققان امیدوارند مطالعات آینده به این امر بپردازند که چقدر بین دوره‌های خشکسالی، بازیابی واقعی رخ داده و آیا پس از خشکسالی اخیر، کاهش حجم سفره‌های آب زیرزمینی دوباره جبران خواهد شد.

ترجمه: محسن حدادی