Tillgång till krympande sötvattenförsörjning är en av vår tids avgörande frågor när globala befolkningar expanderar i ett förändrat klimat. Tillgång till vatten och begränsningar och relaterade frågor anses med rätta vara en möjlig brandpunkt för global konflikt; de utgör också en stor anledning till oro ur miljömässiga och ekologiska perspektiv samt en global säkerhetssynpunkt.

Vattentillgänglighet i termer av "blått vatten" - det vill säga, nederbörd i form av fritt rinnande ytvattenavrinning och grundvatten—har dokumenterats väl i den befintliga vetenskapliga litteraturen. Gränser för "grönt vatten" - grönt vatten är nederbörd som fångas upp av växter eller biomassa och recirkuleras tillbaka till atmosfären via evapotranspiration (ET) eller binds upp i jord - har hittills fått ringa uppmärksamhet av forskare. Skillnaden mellan blått och grönt vatten för att förstå vattenbrist är långt ifrån trivial, eftersom grönt vatten representerar den största delen av vattenanvändningen av mänskliga befolkningar.

Rapporterar in PNAS , ett holländskt-amerikanskt team har bidragit med en betydande studie med långtgående politiska konsekvenser. Studien skiljer framgångsrikt grönt vatten från blått samtidigt som det erbjuder en regional och land-för-land-analys av grönt vattenanvändning i termer av naturliga och mänskliga tjänster, och samspelet mellan befintliga och potentiella begränsningar mellan de två. Typiska mänskliga anslag för gröna vattenförsörjningar inkluderar användningsområden som att odla mat och fibergrödor, timmer, och bioenergiresurser, och föda upp boskap. Alltmer, dock, denna mänskliga markanvändning sker på bekostnad av naturliga system och de ekosystemtjänster som de tillhandahåller både mänskliga och icke-mänskliga samhällen.

Joep Schyns och kollegor försökte svara på tre huvudfrågor med sin studie:"Vad är den mänskliga ekonomins tillägnande av grönt vatten, specificeras geografiskt? Vilka är de geografiskt explicita gränserna för mänskligt tillägnande av grönt vatten? Var närmar sig eller överskrids dessa gränser?"

För att svara på dessa frågor, forskarna definierade först ett grönt vattenfotavtryck (WF _g ) när det gäller virkesproduktion, lantbruk, stadsområden, etc, vid en 5 x 5 bågminuters upplösning av rumsliga celler. Nästa, de kvantifierade det maximala hållbara WF _g (WF _{g, m} ) som det totala tillgängliga gröna vattenflödet minus det gröna vattenflödet som ska bevaras för naturliga system. Vid fastställandet av ett mått på WF _{g, m} , studieförfattarna tog hänsyn till faktorer som agroekologisk tillgänglighet och behov av bevarande av biologisk mångfald. Behoven för bevarande av biologisk mångfald här baserades på kriterier från Aichi Biodiversity Target 11, som föreskriver ett skyddat område på minst 17 % av landområdena globalt. Till sist, Schyns och företaget bedömde tilldelning av grönt vatten i form av mänskliga aktiviteter kontra naturliga tjänster för att avgöra om mänskliga aktiviteter närmade sig eller redan hade överskridit WF _{g, m} på nivån för varje 5 x 5 cell. För detta, de beräknade grönt vattenbrist (WS _g ) på landsomfattande nivå som förhållandet mellan det nationella aggregatet WF _g till det nationella aggregatet WF _{g, m} .

De fann att 56 % av det hållbart tillgängliga globala gröna vattenflödet redan har allokerats för mänskliga ändamål, dock på regional nivå WF _g -till-WF _{g, m} förhållandet varierade dramatiskt. Områden som Skandinavien, Kanada, Afrika och på andra håll, till exempel, hade ännu inte närmat sig WF _{g, m} , Andra regioner som Centraleuropa, Sydasien, Mellanöstern, och Centralamerika närmade sig med stormsteg eller hade redan passerat WF _{g, m} . Och bara 10 nationer, utredarna fann, stod för mer än hälften av överskridandet:"USA (8,6%), Brasilien (6,9 %), Indonesien (6,4%), Indien (5,2%), Kina (5,0%), Colombia (4,9%), Filippinerna (4,4%), Mexiko (4,0%), Tyskland (3,1%), och Malaysia (2,5%)."

Kanske något överraskande, länder med till synes riklig nederbörd som Tyskland, Storbritannien och Nya Zeeland visade hög WS _g , där gröna vattenresurser redan helt eller nästan helt var allokerade till mänsklig verksamhet. När det gäller Tyskland, forskarna påpekar, stora delar av marken har omvandlats till monokulturproduktion av raps för att uppfylla landets hållbara energimål. Detta, i tur och ordning, tros vara ansvarig för nedgången av flygande insekter även inom skyddade områden i Tyskland. Biobränsleproduktion har lett till liknande konsekvenser i USA.

Förstörelsen av regnskogar, främst i den globala södern, drivs till stor del av trycket på råvaruproduktionen att expandera till länder med tillräcklig nederbörd som hittills inte har använts av människor, på bekostnad av stora förluster av biologisk mångfald. Aktiviteter som boskapsskötsel och växtodling för foder och biobränsle driver expansionen till skogarna och gräsmarkerna i Sydamerika, medan avverkning och konvertering till palmoljeplantager är stora hot mot landområden i Sydostasien. Dessa områden är också hotspots på kartan över vattenbrist. Som studieförfattarna olycksbådande noterar, "Spänningarna mellan grönt vatten för människor kontra natur ökar i takt med att efterfrågan på grönt vatten för biomassa i ekonomin växer. Denna tillväxt drivs inte bara av befolkningstillväxt, men också genom att öka efterfrågan på grönt vatten per capita på grund av förändringar i mat- och energimixen."

Bortsett från politiska åtgärder för att bromsa det mänskliga WF _g –- särskilt de som är riktade mot konsumtion av resurskrävande boskap och användning av biobränslen –- det finns åtgärder som kan vidtas för att förbättra produktiviteten för grönt vatten:t.ex. förbättra jordars vattenhållande förmåga genom jordbruk utan bearbetning eller applicering av kompostmaterial för att sakta ner avdunstning. Fördelaktiga blåvattenflöden kan dock påverkas av förbättrade markhanteringstekniker, och blått och grönt vattenflöden är i slutändan sammankopplade och kommunicerande system, båda är ytterst beroende av nederbörd. Stresståliga grödor som är väl anpassade till vattenbrista förhållanden är en annan möjlig anpassning till begränsade gröna vattenflöden.

De historiska besluten om grönt vatten för mänskliga ändamål kontra naturliga ändamål har mestadels gynnat mänskliga ansträngningar på bekostnad av naturliga livsmiljöer och biologisk mångfald. Men även när man karakteriserar dessa beslut som "avvägningar" av det mänskliga kontra det naturliga, studiens utredare citerar "biljoner dollar i förluster av ekosystemtjänstvärden" på grund av den mänskliga allokeringen av gröna vattenresurser. Således, de avslutar:"Världens begränsade gröna vattenflöde delas av det mänskliga samhället och naturen. Genom att ignorera gränserna för människans [sic] växande WF _g ––driven av en ökad efterfrågan på mat, utfodra, fiber, timmer, och bioenergi – vi riskerar ytterligare förlust av ekosystemtjänstvärden. Grönt vatten är en kritisk och begränsad resurs som uttryckligen bör ingå i varje bedömning av vattenbrist, matsäkerhet, eller bioenergipotential."

© 2019 Science X Network