Klimatförändringar och en växande världsbefolkning kräver ett effektivt utnyttjande av naturresurser. Vatten är en avgörande komponent i livsmedelsproduktion, och vattenförvaltningsstrategier behövs för att stödja globala förändringar i matkonsumtion och kostmönster.

Jordbruksproduktion och livsmedelstillverkning står för en tredjedel av vattenanvändningen i USA. Vattenanvändningen fluktuerar med vädermönster men påverkas också av förändringar i produktionsteknik, försörjningskedjan länkar, och inhemska och utländska konsumenters efterfrågan.

En omfattande studie från University of Illinois tittade på vattenuttag i amerikanskt jordbruk och livsmedelsproduktion från 1995 till 2010. Huvudtrenden var en minskning av vattenanvändningen, drivs av en kombination av faktorer.

"Övergripande, användningen av vatten för bevattning minskade med 8,3 % under denna period, " säger Sandy Dall'erba, regionekonom vid U av I och medförfattare på studien.

"Dock, man måste identifiera drivkrafterna för vattenanvändning efter gröda eftersom de skiljer sig från en vara till en annan, så vattenbesparande strategier för en gröda kanske inte är relevanta för en annan, " Dall'erba förklarar. "Till exempel, vattenanvändning i spannmål, frukter, och grönsaker drivs mestadels av bevattningssystemets effektivitet, inhemsk inkomst per capita, och försäljning till livsmedelsindustrin. Om bevattningen är effektivare, vattenbehovet minskar. När efterfrågan på frukt och grönsaker minskade 2005-2010 under finanskrisen, så gjorde efterfrågan på vatten."

Oljeväxter, å andra sidan, har upplevt en ökning på 98 % av vattenbehovet under perioden. Förändringen drivs främst av internationella kopplingar till leveranskedjan. Det betyder utländska företag, mestadels i Kina, har köpt stora mängder amerikanska oljeväxter för vidare bearbetning.

"Det har också skett en förändring i konsumenternas efterfrågan från rött kött till vitt kött i USA. Folk konsumerar mindre nötkött och mer kyckling, som kräver 3,5 gånger mindre vatten per kilo produktion. Dessa trender i konsumtion och smak har hjälpt USA att minska vattenanvändningen för boskap med 14 %, " säger Dall'erba.

Dall'erba och medförfattaren Andre Avelino utförde en strukturell nedbrytningsanalys, tittar på 18 faktorer som driver USA:s vattenuttag över åtta grödor, sex djurkategorier, och 11 livsmedelstillverkningsindustrier.

Baserat på data från Exiobase, en global försörjningskedja databas, deras analys inkluderade vatten som är inbäddat i produktionen i alla stadier av den inhemska och internationella leveranskedjan, från grödor och boskap till bearbetad livsmedelsproduktion – vilket lyfter fram den globala jordbruksnäringens sammanlänkning.

Till exempel, grödor som produceras i USA kan vara beroende av gödselmedel som produceras i ett annat land. Liknande, sojabönor producerade i USA skulle kunna användas för livsmedelsbearbetning i Kina, eller för att utfodra boskap i Europa.

Det nuvarande handelskriget mellan USA och Kina kommer sannolikt att påverka dessa länkar mellan leveranskedjan, som kinesisk import av oljeväxter flyttas till Sydamerika och Europa. USA exporterade mindre sojabönor och fläsk till Kina under de senaste två åren; därför, mindre vatten lades in i denna export. Dock, de närmaste åren under en ny amerikansk administration kan se en förbättring av dessa relationer, Dall'erba anteckningar.

Covid-19-pandemin påverkar sannolikt också vattenanvändningen. Arbetslöshet och ekonomiska kriser har alltid påverkat konsumenternas efterfrågan, och den internationella handeln har minskat kraftigt sedan pandemin började. Lågkonjunkturen 2008 resulterade i minskad vattenanvändning och liknande effekter förväntas i den nuvarande krisen, konstaterar Dall'erba.

Traditionellt, forskare som mäter mängden vatten som är associerad med produktion och leveranskedjan förlitar sig på en världsomspännande datauppsättning som kallas Water Footprint Network (WFN), som bygger på en vattenanvändningsmodell för grödor. Dock, Dall'erba och Avelino använde data från U.S. Geological Survey (USGS), som baseras på observationer snarare än fysiska modeller.

"Med USGS-data finner vi en minskning av mängden vatten som används, medan WFN-data indikerade en liten ökning. Skillnaden är inte stor, men det är fortfarande en stor sak, eftersom du skulle hitta fel trend och dra missvisande slutsatser om du använder fel datamängd, " förklarar Dall'erba.

"Detta är viktig information för forskare. Om du är i en situation där du har tillgång till data baserad på observationer snarare än grödamodeller, du bör använda dessa officiella uppgifter, särskilt eftersom vattenbesparingspolicyer är baserade på denna datauppsättning, " konstaterar han.

Frågorna som tas upp i denna forskning är extremt relevanta för alla länder som är tunga på jordbruksproduktion, säger Dall'erba. "Nämligen, hur kan vi föda de 10 miljarder människor som vi förväntar oss att vara på global nivå 2080, med tanke på att vi inte nödvändigtvis kan utöka mängden mark som kommer att användas? Och, med tanke på klimatförändringarna, det råder ganska stor osäkerhet med avseende på tillgången på vatten som behövs för att odla grödor och foder boskap under de kommande åren."

Vattenförvaltningsstrategier kan innefatta insatser på gårdsnivå som att öka effektiviteten i bevattningssystemet, byta gröda, och odling av genetiskt modifierade grödor.

Andra åtgärder kan inkludera politik som syftar till att påverka konsumentbeteendet som att höja skatterna på vattenintensiva produkter och stödja miljömärkning, Dall'erba föreslår.

Miljömärkning skulle kräva att livsmedelstillverkande företag rapporterar mängden vatten, koldioxidutsläpp, och arbetskraft i samband med produktionen. Det kan hjälpa konsumenter att göra välgrundade val och eventuellt flytta konsumtionen till mindre vattenintensiva produkter, avslutar han.