فشار های هیدرولوژیکی بر سیستم های غذایی جهانی

در دسترس بودن آب تنها عامل مهم تعیین پتانسیل کشاورزی در سراسر مناطق وسیعی از جهان است.در حال حاضر کشاورزی کشاورزی تقریبا 40٪ از تولید جهانی مواد غذایی است اما مصرف تقریبا 70٪ از تمام برداشت های آب شیرین در مناطق خشک و نیمه خشک، این رقم می تواند بیش از 90٪ باشد. این تقاضای عظیم با واقعیت خشن همراه است: آب شیرین منابع نامحدود، و افزایش آلودگی آب و هوا در ایالات متحده، به عنوان یک آلودگی مستقیم است.

تغییرات آب و هوایی این فشارها را به روش های خاص و قابل اندازه گیری تقویت می کند. دمای هوا باعث افزایش کسری فشار بخار در اتمسفر می شود، در حالی که کاهش میزان تبخیر بالاتر از محصولات و خاک ها، این بدان معنی است که آب بیشتر در هر واحد از تغییرات آب کشاورزی مورد نیاز است، تغییرات آب در فصول سنتی، در حالی که کاهش برف در مناطق کوهستانی - کالیفرنیا برای مثال، برای مثال، آب های شدید است که نیاز به دلیل نوسانات شدید آب و خشک است.

آلودگی لایه دیگری از پیچیدگی را اضافه می کند.آشکار کشاورزی حاوی نیتروژن، فسفر و نمک کیفیت آب سطحی را کاهش می دهد و آب زیرزمینی را آلوده می کند. سطح بالای سالیت می تواند بازده محصول را کاهش دهد یا به طور کامل در طول زمان، سیاست هایی که برای رفع کمبود آب طراحی شده اند، به همین دلیل باید با محدودیت های کیفیت مقابله کنند، زیرا منابع آب تجزیه شده اغلب نیاز به درمان پر هزینه دارند قبل از اینکه بتوانند برای آبیاری آب، و مقدار آب، و آب، و آب، استفاده شوند.

تغییرات در مدیریت آب

سیاست سنتی آب متمرکز بر راه حل های تامین منابع: ساخت سدها، مخازن و کانال ها برای جذب و تحویل آب، رویکرد مدرن به سمت مدیریت تقاضا، اصلاح تخصیص و حکومت سازگار تغییر می کند.این انتقال شامل تجارت سخت و نوآوری نهادی است.

اصلاح حقوق آب و سیستم های Allocation

در بسیاری از مناطق، حقوق آب بر اساس اولویت تاریخی یا مالکیت زمین است، فاقد انعطاف پذیری لازم برای پاسخ به شرایط کمبود مدرن است.

  • بازارهای آب و بانک ها: انتقال داوطلبانه اجازه می دهد آب از ارزش پایین به استفاده های با ارزش بالاتر حرکت کند. کالیفرنیا یک بازار آب قوی ایجاد کرده است که کشاورزان می توانند خرید، فروش یا اجاره حقوق آب را انجام دهند.این یک انگیزه مالی برای بهره وری ایجاد می کند و یک دریچه ایمنی در طول خشکسالی فراهم می کند.
  • استانداردهای جریان زیست محیطی: چارچوب های حقوقی به طور فزاینده ای حقوق آب اکوسیستم ها را تقویت می کنند، این استانداردها حداقل جریان های جریان برای حفظ زیستگاه آبزی را که می تواند حقوق استخراج در طول دوره های خشک را محدود کند، مجاز می سازد.برنامه حوزه موری-دارلینگ در استرالیا یک نمونه پیشرو از تنظیم محدودیت های قانونی برای استخراج سلامت محیط زیست است.
  • تبدیل های غیر ارادی: سیاست های در حال ظهور است که اجازه می دهد دولت را به خرید و یا اجاره حقوق آب از فروشندگان مایل به طور خاص برای بازگشت آب به رودخانه های از بین رفته و aquifers، این رویکرد، شناخته شده به عنوان "خرید"، به طور گسترده ای در استرالیا استفاده شده و به دست آوردن کشش در کلرادو در حوضه رودخانه.

ابزار اقتصادی و اصلاحات قیمت گذاری

آب اغلب به عنوان یک منبع آزاد یا تقریبا آزاد درمان می شود که منجر به استفاده ناکارآمد و زباله می شود.قیمت گذاری مناسب برای حفاظت از آن است.ساختارهای قیمت گذاری درجه بالا نرخ های بالاتری را به عنوان افزایش مصرف می دهد، ارسال یک سیگنال قیمت قوی به هدر دادن هزینه های استخراج آب زیرزمینی در برخی از ایالت ها برای جلوگیری از مصرف یارانه های انرژی مورد استفاده برای پمپ آب های زیرزمینی - یک مسئله اصلی در هند و کاهش منابع مالی سیاسی آسیب پذیر است - اگر یک راه حل فاجعه بار از صرفه جویی در دسترس باشد.

بیشتر در مورد چالش های مدیریت آب کالیفرنیا و رویکردهای بازار از موسسه سیاست عمومی کالیفرنیا یاد بگیرید.

مدیریت منابع آب یکپارچه (IWRM)

اصول IWRM بر هماهنگی در بخش ها و حوزه های قضایی تأکید می کند، لازم است که سیاست آب کشاورزی در هماهنگی با برنامه ریزی منابع شهری، تولید انرژی و بازسازی محیط زیست توسعه یابد، این رویکرد سیلوهای نهادی را تجزیه می کند و حکومت مشترک را در مقیاس آبخیز تقویت می کند، در حالی که IWRM یک اصل هدایت کننده است، پیاده سازی آن اغلب آهسته و مورد مناقشه است، به ویژه که حقوق آب به طور عمیقی تثبیت شده است.

مکانیسم های سیاست گذاری در جهت اتخاذ تکنولوژی

فناوری تنها به اندازه محیط سیاستی موثر است که پذیرش و استفاده مناسب از نوآوری های آن را در برنامه ریزی آبیاری، سنجش رطوبت خاک و کاربرد دقیق در دسترس است، اما جذب آنها بستگی به سیگنال های روشن از تنظیم کنندگان و بازارهای دارد.

برنامه های مالی و هزینه-Share

دولت ها کمک های مالی، وام های کم علاقه و اعتبارات مالیاتی را به کشاورزانی که در فن آوری های آبیاری کارآمد سرمایه گذاری می کنند، ارائه می دهند، برنامه نابرابری کیفیت محیط زیست USDA (EQIP) منبع اصلی تامین منابع مالی برای آبیاری قطره، میکرو-اسپوررها و سیستم های آبیاری متغیر است، سیاست ها باید برای جلوگیری از (FLT:0rebound) طراحی شوند [F] که فقط منجر به کاهش موثر محصولات آب می شود.

استانداردهای نظارتی و الزامات گزارش

شما نمی توانید آنچه را که اندازه گیری نمی کنید، اندازه گیری و گزارش استخراج آب، گام های سیاست اساسی است.قانون مدیریت آب پایدار کالیفرنیا (SGMA) نیاز به سازمان های پایداری آب زیرزمینی محلی (GSAs) برای توسعه برنامه هایی که به پایداری تا 2040 دست می یابد، این شامل استخراج، تنظیم محدودیت ها و تنظیم ساخت و ساز خوب است، در حالی که هزینه و مدیریت محتوای SMA نشان دهنده تغییر در پاسخگویی به آب های زیرزمینی است.

سرمایه گذاری در منابع آب جایگزین

پشتیبانی از بازیافت آب desalination] و managed aquifer دوباره شارژ شده (MAR] گسترش خط مشی ملی اسرائیل درمان 86٪ از سیاست های فاضلاب داخلی آن برای استفاده از زیرساخت های کشاورزی بی نظیر است که به طور مستقیم برای کاهش لوله کشی آب و تصفیه آب ضروری است.

[در مورد سیستم های استفاده مجدد از آب اسرائیل و تاثیر آن بر انعطاف پذیری کشاورزی] بخوانید.

بررسی عمیق در مورد مطالعات موردی قابل اجرا

بررسی اینکه چگونه مناطق خاص نوآوری های سیاست آب را اجرا کرده اند، چالش های عملی و نتایج قابل اندازه گیری این رویکردها را نشان می دهد.

قانون مدیریت آب پایدار کالیفرنیا (SGMA)

در سال 2014 در طول خشکسالی شدید، SGMA تاریخ طولانی کالیفرنیا را از پمپاژ آب زیرزمینی بدون اندازه به پایان رساند، آن نیاز به 21 حوضه با بالاترین و متوسط برای تشکیل GSAs و دستیابی به پایداری توسط 2040 است، این شامل توسعه برنامه هایی است که تعادل آب زیرزمینی با شارژ، جلوگیری از بیش از حد سرقت، و کاهش و کاهش آلودگی آب و مواد غذایی است که به طور ذاتی افزایش می یابد، زیرا کاهش منابع آب و کاهش می یابد.

برنامه منطقه موری-دلینگ استرالیا

خشکسالی هزاره (1997-1910) استرالیا را به اصلاحات آب جامع شوکه کرد.برنامه حوضه نتیجه یک کلاه قانونی بر انحراف آب سطحی قرار داد و یک سیستم معاملاتی آب ایجاد کرد که در میان پیشرفته ترین در جهان است.در حال حاضر دارنده آب زیست محیطی یک نمونه کارها از حقوق آب را مدیریت می کند که برای بازگرداندن سلامت رودخانه ها، تالاب ها و سیلولین ها، در حالی که بیش از 1 میلیارد دلار سرمایه گذاری در زمینه های کشاورزی، و منابع مالی، کاهش آب و منابع مالی، همچنان به طور قابل توجهی از منابع مالی، کمک های مالی و منابع مالی، بهبود یافته است.

اداره امور مربوط به موری-دبار برای اطلاعات دقیق در مورد تخصیص آب و تجارت [[ویرایش]

سیستم آب یکپارچه اسرائیل

اسرائیل از یک کشور آب به یک کشور امن از طریق ترکیبی از سیاست، فن آوری و برنامه ریزی متمرکز تبدیل شده است.ویژگی های کلیدی شامل قیمت گذاری آب بالا (که حفاظت را هدایت می کند)، یک حامل آب ملی است که منابع آب شیرین را به مراکز تقاضا، استفاده گسترده از آبیاری قطره و درمان پیشرفته فاضلاب، دولت هدف ملی بازیافت 95٪ از اهمیت کشاورزی فاضلاب را تعیین می کند، که از طریق یک سیستم های آب پایدار و پایدار، حتی هزینه های توزیع آب بالا را در این محصولات کشاورزی ثابت می کند.

آب-انرژی-غذای Nexus

سیاست های آب به تنهایی عمل نمی کنند، آنها عمیقا به سیاست های انرژی و پویایی سیستم غذایی متصل هستند.

استخراج آب زیرزمینی بسیار انرژی است.در بسیاری از کشورها، دولت ها برق را برای پمپاژ کشاورزی یارانه می دهند، این یک حلقه بازخورد خطرناک ایجاد می کند: انرژی ارزان پمپ های آب فشرده را تشویق می کند، که نیاز به انرژی بیشتری برای بالا بردن آب از اعماق بیشتر دارد، که این حلقه شامل سیستم های منبع تغذیه ای است. [FLT: ۱] برای پمپ های کشاورزی (مانند انجام دادن سریع تر انرژی یا افزایش مصرف انرژی خورشیدی است که شامل کاهش می شود.

سیاست های کشاورزی کربن که سلامت خاک را ترویج می دهند، همچنین از اقدامات حفاظت از آب مانند پوشش کشاورزی، کشاورزی بدون تعرفه، و نرم افزار کمپوست، ماده آلی خاک را افزایش می دهد که باعث بهبود نفوذ آب و ظرفیت نگهداری آب می شود، این شیوه ها باعث کاهش فرار و تولید محصولات انعطاف پذیر تر به خشکسالی می شود.

نقش حیاتی داده ها و زیرساخت های دیجیتال

نسل بعدی سیاست آب، پیشرفت های مبتنی بر داده ها در سنجش از راه دور، اتصال اینترنت و پردازش داده ها، تغییر شکل می دهد که چگونه آب اندازه گیری، اختصاص داده شده و نظارت می شود.

] نظارت بر مبتنی بر پیش بینی ] از evapotranspiration (ET) از طریق سیستم عامل هایی مانند OpenET اجازه می دهد تا تنظیم کنندگان برای برآورد مصرف واقعی آب توسط محصولات در مقیاس زمینه استفاده کنند، این نشان دهنده یک تغییر اساسی از اندازه گیری (چقدر آب پمپ شده است) برای اندازه گیری استفاده از مواد مخدر (در واقع بسیار آب است که توسط سیاست های مصرف می شود).

چارچوب های حسابداری آب که دسترسی به آب، ذخیره سازی و استفاده در کل حوضه ها را ردیابی می کند، ابزار استاندارد شده اند: این سیستم ها داده ها را از سنجه های جریان، چاه های زیرزمینی، سطح مخزن و ایستگاه های آب و هوا ادغام می کنند تا یک تصویر زمان واقعی از تعادل آب ارائه دهند.

در سطح مزرعه، ابزار پشتیبانی از تصمیم که ترکیبی از سنسور رطوبت خاک، پیش بینی آب و هوا، و الگوریتم های برنامه ریزی آبیاری کشاورزان را قادر می سازد تا آب را با سیاست های دقیق که یارانه این فن آوری ها و ارائه پشتیبانی فنی برای استفاده از آنها می تواند به طور قابل توجهی کاهش ضایعات بدون قربانی کردن عملکرد.

پیاده سازی SGMA کالیفرنیا و نقش داده ها در مدیریت آب زیرزمینی را مورد بررسی قرار دهید.[۱۰]

چشم انداز سیاست آینده برای انعطاف پذیری کشاورزی

با نگاهی به آینده، سیاست آب باید از مدیریت کمبود به طور فعال ساخت انعطاف پذیری تکامل یابد، این نیاز به نمونه ای از استراتژی هایی دارد که سیستم های کشاورزی را در برابر نوسانات قرار می دهند.

Aquifer Re Charge (MAR) یک اولویت رو به رشد است که ایجاد "حقوق آب" یا ارائه اعتبارات برای ذخیره آب زیرزمینی می تواند باعث کاهش مقیاس پذیری در بانک های آب پویا در طول سال های مرطوب شود، جریان های اضافی به طور عمد بر روی زمینه های گسترش برای شارژ یک دستور زیر زمینی که این ذخیره شده است، ذخیره سازی آب می تواند برای سال های ضروری ذخیره سازی آب و تمیز کردن منابع ضروری باشد.

راه حل های مبتنی بر طبیعت (NBS) به دست آوردن کشش سیاست، Restoring سیلاب، اتصال رودخانه ها با کانال های تاریخی خود، و حفاظت از جنگل های زمینی افزایش ذخیره سازی آب طبیعی و تصفیه سدان، هنگامی که به عنوان یک شک و تردید دیده می شود، در حال حاضر به دلیل توانایی آنها برای کاهش آب، و جداول همکاری آب زیست محیطی، و تصفیه آب، بازسازی آب، و تصفیه آب، بهبود می یابد.

مجوز انطباق یک مفهوم در حال ظهور است، به جای محدودیت های تخصیص ثابت که به سرعت منسوخ شده اند، اجازه می دهد "مشروط انعطاف پذیر" را که با نوع آب سال متغیر است، تخصیص به طور خودکار کاهش می یابد؛ در سال های مرطوب، این کاهش درد اقتصادی خشکسالی و کشاورزان با دسترسی قابل پیش بینی، در حالی که سیستم های نظارتی طبیعی سازگار با سیستم های سازگار با سیستم های هیدروژکتیوی.

در نهایت، پر کردن تقسیم کشاورزی شهری حیاتی است.شهرها و مزارع اغلب برای آب یکسان رقابت می کنند.سیاست های نوآورانه در حال بررسی استفاده مجدد از مواد غذایی (IPR) هستند ، که در آن فاضلاب شهری درمان شده برای آبیاری کشاورزی استفاده می شود، آزاد کردن آب با کیفیت بالاتر برای نوشیدن "تنظیمات بانکی آب" اجازه می دهد تا کشاورزان برای کاهش منابع آب خشک و ذخیره آن ها در این سال های آب آشامیدنی خود استفاده کنند.

آینده کشاورزی بستگی به یک منبع آب پایدار و تمیز دارد. دستیابی به این امر مستلزم تغییر از مدیریت بحران واکنشی به برنامه ریزی فعال، یکپارچه است. نوآوری های سیاست مورد بحث در اینجا - بازارهای آب، الزامات پایداری، یارانه های تکنولوژی، شفافیت داده ها و بازسازی آبخیز - ابزار است که باید به دقت به هیدرولوژی محلی، اقتصادی و اجتماعی زمینه های رایج طراحی شده باشد، انعطاف پذیری آب و نه هزینه های نظارتی طبیعی است.