一项审查美国 100 多年农业生产和天气数据的新研究表明,储存的水在提供抗旱能力方面发挥着重要作用。研究结果还表明,美国各地不同的水资源管理策略在该国不同地区如何应对天气异常方面发挥着关键作用。
“我们想了解农业如何应对气候冲击,”北卡罗来纳州立大学农业与资源经济学系助理教授、描述该研究的论文的合著者埃里克·爱德华兹说。“农业适应气候冲击的方式通常是通过灌溉,但获得储存的水在多大程度上很重要?”
获取储存的水推动灌溉,无论这些水是位于地下含水层还是被筑坝的河流。除了大坝和水库,地表水灌溉还需要运河和沟渠网络。相反,覆盖在含水层上的农民可以直接抽取地下水。
在美国西部,灌溉使大部分干旱条件下的农业成为可能。水权规则从制度上决定了农民取水的顺序和时间。在美国东部,更多的降水和湿度使农民普遍认为灌溉是多余的,水权也没有被编入法典。但随着气候的变化,这种情况似乎正在发生变化。
该研究表明,自 1950 年左右以来,在美国西部较为干旱的地区获得储存的水有助于农民避免在干旱期间作物产量损失约 13%。爱德华兹说,在 1936 年胡佛水坝的开发以及 1940 年代的含水层钻探和农村电气化之后,1950 年代是美国西部水资源增加的分水岭时期。
“我们的研究表明,自 1950 年以来,在美国东部,无论农民是否有水,在干旱期间玉米和大豆的产量都会下降,”爱德华兹说。“与此同时,在干旱的美国西部,如果您在干旱期间可以使用蓄水,则不会有任何损失。”这可能是因为美国东部的农民不一定投资灌溉系统来获取储存的水。
“在干旱时期,农民会问自己两个重要的问题:我是否需要耕种更多的土地?相对于我本来应该拥有的产量,我是否应该增加我在土地上的浇水量以提高产量?”爱德华兹说。“物理属性和管理水的制度方式都会影响农民的选择。”
研究表明,能够获得地下水和地表水的农民往往会开垦更多的土地。能够获得地下水但无法获得地表水的农民也倾向于将更多的土地用于耕种。
“地表水权与美国西部的特定土地有关,农民通常已经根据他们的水权每年获取最大量的水,因此干旱期间地表水灌溉面积不会扩大,”爱德华兹说。
爱德华兹说,这篇论文对水政策有很多影响。“在干旱时期抽取更多的地下水或获取更多的地表水对于对抗干旱确实很有效,但如果你想保护更多的资源,可能会有问题,”他说。
“在干旱期间,灌溉是一种非常有效的缓解策略。它可以在所有干旱状态下平滑生产。但由于地下水抽取控制有限,我们担心枯竭可能会降低这一重要缓冲区应对气候冲击的能力。”
对于地表水,爱德华兹看到了不同的政策含义。
“有没有办法让地表水更适应干旱,尤其是在用水与某些土地相关的地方?有没有办法开始考虑留出一些水或储存一些水,而不是每年 100% 使用?”
爱德华兹补充说,北卡罗来纳州和美国东部的其他地区也有政策影响
“由于气候变化,预计北卡罗来纳州未来几年的干旱期将延长 10% 至 15%,”他说。“灌溉提供了一种解决方法。但为了对可消耗的自然资源进行可持续管理,国家应该考虑制定水权和地下水治理框架。”