Ökande global matbehov, klimatförändring, och klimatpolitik som gynnar bioenergiproduktion förväntas öka trycket på vattenresurser runt om i världen. Många analytiker förutspår att vattenbrist kommer att begränsa jordbrukarnas förmåga att expandera bevattnade åkermarker, vilket skulle vara avgörande för att öka produktionen av både livsmedel och bioenergigrödor. Om sant, bioenergiproduktion och livsmedelskonsumtion skulle minska bland stigande livsmedelspriser och tryck för att omvandla skogar till regnfodrad jordbruksmark. Nu har ett team av forskare vid MIT Joint Program on the Science and Policy of Global Change testat denna förutsägelse.

För att bedöma de troliga effekterna av framtida begränsade vattenresurser på bioenergiproduktion, matkonsumtion och priser, förändringar i markanvändningen och den globala ekonomin, MIT -forskarna har genomfört en studie som uttryckligen representerar bevattnade mark- och vattenbrist. Visas i Australian Journal of Agriculture and Resource Economics, studien är den första som innehåller en uppskattning av hur bevattningshantering och system kan reagera på förändringar i tillgången på vatten i en global ekonomiövergripande modell som representerar jordbruk, förändring av energi och markanvändning.

Kombinera ramverket MIT Integrated Global System Modeling (IGSM) med en komponent för vattenresurssystem (WRS) som möjliggör analyser i omfattning av flodområden, modellen representerar ytterligare bevattningsbar mark i 282 flodområden över hela världen. Med IGSM-WRS-modellen, forskarna bedömde kostnaderna för att expandera produktionen i dessa områden genom uppgraderingar som att förbättra bevattningseffektiviteten, foder kanaler för att begränsa vattenförlust, och utökad kapacitet för vattenlagring.

De fann att det uttryckligen representerar bevattnat land (dvs. skilja det från regnmatat land, som ger lägre avkastning) hade liten inverkan på deras prognoser av global matkonsumtion och priser, bioenergiproduktion, och avskogningshastigheten under vattenbrist. Konsekvenserna är minimala, eftersom som svar på brist, vatten kan användas mer effektivt genom de ovannämnda uppgraderingarna, och regioner med relativt mindre vattenbrist kan utöka jordbruksproduktionen för export till mer torra regioner.

Dessutom, forskarna bestämde att förändringar i tillgängligheten till vatten för jordbruk med plus eller minus 20 procent hade liten inverkan på de globala livsmedelspriserna, bioenergiproduktion, förändringar i markanvändningen och den globala ekonomin.

"Många tidigare ekonomiövergripande studier inkluderar inte representationer av vattenbegränsningar, och de som inte tänker på förändringar i bevattningssystem (t.ex. byggande av fler dammar eller förbättringar av bevattningseffektivitet) som svar på vattenbrist, "säger MIT Joint Programs huvudforskningsforskare Niven Winchester, studiens huvudförfattare. "När dessa svar ingår, vi finner att vattenbrist har mindre inverkan än uppskattat i andra studier. "

Trots de små globala effekterna forskarna observerade att uttryckligen att representera bevattnade marker under vattenbrist samt förändringar i tillgången på vatten för jordbruket kan ha betydande inverkan på regional nivå. På platser där nederbörden är relativt låg och/eller befolkningstillväxt beräknas överstiga bevattningskapacitet och effektivitetsförbättringar, vattenbrist är mer sannolikt att begränsa bevattning av odling av odlingar, vilket leder till lägre växtproduktion i dessa områden.

Studiens resultat belyser vikten av förbättringar av bevattningseffektivitet och internationell handel med jordbruksprodukter. Forskningen kan också användas för att identifiera regioner med hög potential att påverkas kraftigt av framtida vattenbrist.

Denna artikel publiceras på nytt med tillstånd av MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), en populär webbplats som täcker nyheter om MIT -forskning, innovation och undervisning.