Основные результаты исследования

Анализ показал, что применение орошения в сельском хозяйстве США способствует увеличению производства продовольствия без необходимости расширения сельскохозяйственных площадей за счет природных земель. Это позволяет сохранять экосистемы и снижать выбросы парниковых газов, связанные с преобразованием природных территорий в сельскохозяйственные угодья.

Эффективность орошения и выбросы парниковых газов

Орошение увеличивает урожайность, что позволяет получать тот же объем продукции на меньших площадях. В случае прекращения орошения по всей территории США для компенсации потерь в производстве продовольствия потребовалось бы расширять сельскохозяйственные земли, что привело бы к выбросам парниковых газов, в 363 раза превышающим текущие выбросы от самого процесса орошения. Сохранение земель благодаря орошению предотвращает выбросы, эквивалентные 363 годам нынешних ежегодных выбросов парниковых газов от орошения в стране.

Значение сохранения природных земель

Природные экосистемы аккумулируют значительные объемы углерода в растительности и почвах. При преобразовании лесов, лугов и других ландшафтов в сельскохозяйственные угодья часть этого углерода высвобождается в атмосферу. Использование земель для производства продовольствия, волокна и топлива составляет почти четверть мировых выбросов парниковых газов, что подчеркивает важность рационального использования сельскохозяйственных территорий для сокращения выбросов.

Источники выбросов при орошении и пути их сокращения

Основной источник выбросов парниковых газов, связанных с орошением, — энергия, необходимая для перекачки воды. Насосы, работающие на ископаемом топливе, производят выбросы, однако переход на электрические насосы и декарбонизация электросетей могут существенно снизить этот показатель. Рассматривается возможность стимулирующих мер для электрификации сельского хозяйства при разработке программ «умного» земледелия.

Сравнение прямых и косвенных выбросов

Ранее изучались прямые выбросы, связанные с орошением, включая выбросы закиси азота и углекислого газа, растворенного в грунтовых водах. Новый анализ впервые сопоставил эти выбросы с косвенной климатической выгодой, возникающей при снижении необходимости преобразования дополнительных земель в сельскохозяйственные.

Масштаб предотвращённых выбросов

Расчёты показывают, что орошение предотвращает примерно 6,86 гигатонн выбросов парниковых газов за счет сохранения природных земель. Эта величина превышает все выбросы парниковых газов в США за 2024 год (5,91 гигатонны) и составляет около 13% от общемировых выбросов за тот же период.

Моделирование сценария без орошения

Для оценки влияния орошения на сохранение земель использовались аграрные данные и модели машинного обучения, чтобы определить, насколько орошение увеличивает урожайность в разных округах США. Затем с помощью глобальной экономической модели, учитывающей производство, потребление и международную торговлю, было смоделировано, как изменилось бы сельское хозяйство при полном отказе от орошения. Эти результаты были объединены с картами запасов углерода в растительности и почвах для расчёта возможных выбросов парниковых газов.

Ограничения анализа

Исследование не учитывало выбросы от других видов сельскохозяйственной деятельности, таких как внесение азотных удобрений или производство метана скотом.

Водные ресурсы и компромиссы

Особое значение компромиссы между использованием воды для сельского хозяйства, населения и экосистем приобретают на западе США, где большая часть сельского хозяйства зависит от орошения. Водные ресурсы региона должны обеспечивать не только фермы, но и другие нужды, поэтому климатические выгоды орошения — лишь часть более широкой дискуссии о рациональном использовании воды.

Орошение как стратегия адаптации

Помимо повышения урожайности, орошение помогает фермам справляться с изменяющимися условиями выращивания, обеспечивая устойчивость к жаре и засухе. Поддержание и увеличение производства продовольствия остаётся приоритетом, однако важно также сокращать выбросы в продовольственной системе, что требует понимания взаимодействия этих задач.

Заключение:
Орошение в сельском хозяйстве США играет значимую роль в снижении выбросов парниковых газов за счет предотвращения преобразования природных земель, одновременно обеспечивая устойчивое производство продовольствия. Рациональное использование водных ресурсов и переход к экологически чистым технологиям могут дополнительно повысить климатическую эффективность аграрного сектора.