چگونه ۶۰ درصد از بارشهای جهانی به رودخانهها و سفرههای آب زیرزمینی نمیرسد: شکاف آب سبز
در حالی که مدیریت سنتی آب بر مایع جاری در رودخانهها و سفرههای زیرزمینی تمرکز دارد، بخش عمده بارشهای جهانی توسط خاک جذب شده و از طریق گیاهان تبخیر و تعرق میشود. درک این بخش از منابع که «آب سبز» نامیده میشود، در حال تغییر نحوه محاسبه تنش آبی جهانی در مدلهای کشاورزی و اقلیمی است.
به قلم پریسا مرادی
این خبر را به اشتراک بگذارید
بهطور خلاصه
- حدود ۶۰ درصد از بارشهای جهانی به جای جریان یافتن به رودخانهها یا سفرههای زیرزمینی، توسط خاک و گیاهان جذب میشود.
- این رطوبت خاک که «آب سبز» نامیده میشود، محرک اصلی امنیت غذایی جهانی است و از ۸۰ درصد کل اراضی کشاورزی پشتیبانی میکند.
- مدیریت سنتی آب از نظر تاریخی تنها بر «آب آبی» (رودخانهها و آبهای زیرزمینی) تمرکز داشته و آب سبز را از حسابداری اقتصادی کنار گذاشته است.
در سال ۲۰۲۰، پژوهشگرانی که نتایج کار خود را در نشریه Nature Geoscience منتشر کردند، انحراف عظیمی را در چرخه جهانی آب کمّیسازی کردند: از حدود ۱۱۰ هزار کیلومتر مکعب بارشی که سالانه بر روی خشکیهای زمین میبارد، نزدیک به ۶۰ درصد آن هرگز به رودخانهها، دریاچهها یا سفرههای آب زیرزمینی نمیرسد. در عوض، این حجم عظیم توسط پوشش گیاهی و خاک رهگیری شده، به طور موقت نگهداری میشود و مستقیماً به جو بازمیگردد.[4]
این تفکیک، چرخه آب خشکیها را به دو مخزن متمایز منابع تقسیم میکند. «آب آبی» همان مایع قابل رویتی است که دریاچهها را پر میکند، در رودخانهها جاری میشود و آبهای زیرزمینی را تغذیه میکند؛ آبی که مهندسان برای آن سد میسازند، لولهکشی میکنند و آن را تخصیص میدهند. «آب سبز»، اصطلاحی که در سال ۱۹۹۵ توسط مالین فالکنمارک (Malin Falkenmark)، هیدرولوژیست سوئدی معرفی شد، رطوبتی است که در منطقه اشباعنشده خاک نگهداری شده و توسط گیاهان تعرق میشود.[1][6]
همانطور که نشریه The Economist در تحلیل سال ۲۰۱۰ خود از محدودیتهای منابع کشاورزی اشاره کرد: «آب سبز آبی است که روی خاک میبارد و توسط گیاهان جذب میشود... آب آبی همان آب موجود در رودخانهها، دریاچهها و سفرههای زیرزمینی است.» از منظر تاریخی، وزارتخانههای ملی آب و بانکهای توسعه بینالمللی تقریباً به طور انحصاری بر بخش آبی تمرکز کردهاند و بخش بزرگتر سبز را به جای یک دارایی قابل اندازهگیری، به عنوان یک شرایط پسزمینه غیرقابل مدیریت در نظر گرفتهاند.[3]
مکانیسمی که این شکاف را هدایت میکند، تبخیر و تعرق است. بر اساس گزارش سازمان زمینشناسی ایالات متحده (USGS)، تبخیر و تعرق ترکیبی از تبخیر فیزیکی آب از سطح خاک و تعرق بیولوژیکی آب از طریق روزنههای گیاهان است. سازمان USGS برآورد میکند که در مناطق دارای پوشش گیاهی متراکم، تعرق به تنهایی میتواند عامل ۱۰ درصد از کل رطوبت موجود در جو باشد و به عنوان یک پمپ بیولوژیکی عمل کند که آب را در خلاف جهت جاذبه به سمت بالا میراند.[5]
این تمایز، تعیینکننده امنیت غذایی جهانی است. یک بررسی جامع در نشریه Water Resources and Rural Development نشان داد که کشاورزی دیم — که کاملاً به آب سبز وابسته است — ۸۰ درصد از اراضی کشاورزی جهان را تشکیل میدهد و حدود ۶۰ درصد از غذای جهان را تولید میکند. با این حال، حسابداریهای ملی آب اغلب این مشارکت را صفر ثبت میکنند، زیرا هیچ آب آبی از طریق کانال یا لوله برای دستیابی به آن منحرف نشده است.[2]
چارچوب کتابخانه دیجیتال یونسکو در مورد «منبع آب فراموششده»، نقطه کور سیاستی را که این نوع حسابداری ایجاد میکند، برجسته میسازد. هنگامی که یک جنگل برای کشاورزی پاکسازی میشود، جریان محلی آب سبز به طور بنیادین تغییر میکند. درختان با ریشههای عمیق که در تمام طول سال رطوبت را تعرق میکنند، با محصولات فصلی با ریشههای کمعمق جایگزین میشوند؛ این امر میزان نفوذ آب به سیستم آب آبی و همچنین میزان بازگشت آب به جو برای تولید بارش در مناطق پاییندست باد را تغییر میدهد.[6]
یک مطالعه بنیادین در نشریه Water Resources Research این تفکیک را در زیستبومهای مختلف مدلسازی کرد. پژوهشگران نشان دادند که در مناطق خشک و نیمهخشک، سهم آب سبز میتواند از ۹۰ درصد کل بارش فراتر رود. در این چشماندازها، تلاش برای مدیریت آب از طریق ساخت مخازن — یعنی زیرساختهای آب آبی — از نظر ریاضی با جایی که منبع واقعاً در آن قرار دارد، نامتناسب است.[1]
تلاش مدلسازی Nature Geoscience در سال ۲۰۲۰، نقشهای با بالاترین وضوح تا به امروز از این شکاف ارائه داد. تیم پژوهشی با ردیابی نشانههای ایزوتوپی در بخار آب دریافتند که تعرق زمینی — جزء بیولوژیکی آب سبز — بر جریان بازگشتی به جو تسلط دارد و بسیار بیشتر از تبخیر فیزیکی از خاک لخت یا پهنههای آبی باز است.[4]
این تسلط بیولوژیکی به این معناست که سیاست کاربری اراضی در عمل همان سیاست آب است. هنگامی که گسترش بیرویه شهری خاک نفوذپذیر را آسفالت میکند، ظرفیت ذخیرهسازی آب سبز را از بین میبرد و بارش را مجبور میکند تا فوراً به شکل سیلابهای آب آبی روان شود. در مقابل، شیوههای کشاورزی احیاکننده که مواد آلی خاک را افزایش میدهند، مستقیماً مخزن آب سبز را گسترش داده و از محصولات در برابر خشکسالی محافظت میکنند، بدون آنکه نیازی به پمپهای آبیاری باشد.[1][7]
تغییرات اقلیمی به طور فعال در حال جابجایی مرز بین این دو مخزن است. با افزایش دمای جهانی، ظرفیت جو برای نگهداری رطوبت افزایش مییابد و نرخ تبخیر و تعرق را تسریع میکند. تحلیل Water Resources Research نشان میدهد که دماهای بالاتر احتمالاً سهم آب سبز را به قیمت کاهش رواناب آب آبی افزایش میدهد؛ این یعنی رودخانهها ممکن است کوچک شوند، حتی اگر مجموع بارش ثابت بماند.[1][4]
به رسمیت شناختن این تغییر نیازمند یک سیستم حسابداری جدید است. چارچوب یونسکو استدلال میکند که آب سبز باید در ردپای ملی آب ادغام شود تا به سیاستگذاران اجازه دهد هزینه واقعی هیدرولوژیکی محصولات مختلف را ارزیابی کنند. یک محصول دیم ممکن است مقادیر عظیمی از آب سبز را مصرف کند، اما از آنجا که رودخانهها یا سفرههای زیرزمینی را تخلیه نمیکند، تأثیر آن بر مصرفکنندگان پاییندست اساساً با یک محصول آبی که آب آبی مصرف میکند، متفاوت است.[6]
ادغام آب سبز در مدلهای اقلیمی جهانی اکنون یک هدف اولیه برای پژوهشهای هیدرولوژیکی است. نقطه عطف قابل راستیآزمایی بعدی، بازنگریهای آتی در استانداردهای حسابداری آب سازمان خواربار و کشاورزی ملل متحد (FAO) خواهد بود که انتظار میرود معیارهای رطوبت خاک را به طور رسمی در خود جای دهد. تا زمانی که این چارچوبها به تصویب نرسند، بخش عمده آبی که بر روی قارهها میبارد، برای نهادهایی که وظیفه مدیریت آن را بر عهده دارند، نامرئی باقی میماند.[7]
اصطلاحات کلیدی
- آب آبی
- آب شیرین موجود در پهنههای آب سطحی (دریاچهها، رودخانهها) و سفرههای آب زیرزمینی که میتواند برای استفاده انسان استخراج شود.
- آب سبز
- بارشی که در منطقه ریشه خاک ذخیره شده و تبخیر میشود، تعرق مییابد یا توسط گیاهان جذب میگردد.
- تبخیر و تعرق
- فرآیند ترکیبی تبخیر آب از سطح خاک و تعرق از طریق برگهای گیاهان و بازگشت آن به جو.
- کشاورزی دیم
- شیوههای کشاورزی که کاملاً به بارش طبیعی و رطوبت خاک وابسته است، بدون استفاده از آبیاری مصنوعی.
- منطقه اشباعنشده
- بخشی از زیرسطح بالاتر از سطح ایستابی آب زیرزمینی که در آن منافذ خاک حاوی هوا و آب هستند.
پرسشهای متداول
تفاوت بین آب آبی و آب سبز چیست؟
آب آبی همان آب مایع در رودخانهها، دریاچهها و سفرههای زیرزمینی است که میتوان آن را پمپاژ یا منحرف کرد. آب سبز رطوبتی است که در خاک نگهداری شده و توسط گیاهان تعرق میشود.
چرا آب سبز اغلب منبع «فراموششده» نامیده میشود؟
زیرا نمیتوان آن را لولهکشی کرد یا در یک مخزن ذخیره نمود؛ سیستمهای سنتی مدیریت آب و حسابداری اقتصادی از نظر تاریخی آن را نادیده گرفته و تنها بر زیرساختهای آب آبی تمرکز کردهاند.
کشاورزی چگونه از آب سبز استفاده میکند؟
کشاورزی دیم کاملاً به آب سبز ذخیرهشده در خاک وابسته است. این نوع کشاورزی حدود ۸۰ درصد از اراضی کشاورزی جهان را تشکیل میدهد و ۶۰ درصد از غذای جهان را تولید میکند.
تغییرات اقلیمی چگونه بر تامین آب سبز تأثیر میگذارد؟
دماهای بالاتر جهانی نرخ تبخیر و تعرق را افزایش میدهد، به این معنی که بارش بیشتری به عنوان آب سبز به جو کشیده میشود و به طور بالقوه رواناب آب آبی را که رودخانهها را تغذیه میکند، کاهش میدهد.
بررسی عمیق دیدگاهها
هیدرولوژیستهای سنتی
تمرکز بر مدیریت آب آبی قابل رویت و قابل استخراج از طریق زیرساختهایی مانند سدها، کانالها و پمپهای آب زیرزمینی.
برای مهندسان عمران و مدیران سنتی آب، یک منبع تنها در صورتی مفید است که بتوان آن را اندازهگیری، ذخیره و تخصیص داد. آب آبی کاملاً با این الگو مطابقت دارد. با ساخت سدها و حفر چاهها، جوامع میتوانند آب را در فواصل وسیع جابجا کرده و آن را برای فصول خشک ذخیره کنند. از این منظر، آب سبز عمدتاً به عنوان یک هدررفت در سیستم در نظر گرفته میشود — حجمی از بارش که نمیتواند رواناب لازم برای پر کردن مخازن یا تغذیه سفرههای آب شهری را تولید کند.
اقتصاددانان کشاورزی
تأکید بر نقش غالب آب سبز در امنیت غذایی جهانی و ارزش اقتصادی محصولات دیم.
اقتصاددانان کشاورزی رطوبت خاک را به عنوان پایه و اساس تولید جهانی غذا میبینند. از آنجا که کشاورزی دیم بخش عمده کالری جهان را بدون نیاز به زیرساختهای آبیاری چند میلیارد دلاری تولید میکند، آب سبز نشاندهنده یک یارانه عظیم و پولینشده به اقتصاد جهانی است. این گروه استدلال میکنند که سرمایهگذاری در سلامت خاک و گونههای زراعی مقاوم در برابر خشکسالی، شکل بسیار کارآمدی از مدیریت آب است که بازدهی بهتری نسبت به ساخت سدهای جدید به همراه دارد.
مدلسازان سیستم زمین
ردیابی چرخه بازخورد تبخیر و تعرق برای درک اینکه چگونه تغییرات کاربری اراضی بر بارش در مناطق پاییندست باد و الگوهای اقلیمی تأثیر میگذارد.
دانشمندان اقلیمی و مدلسازان سیستم، آب سبز را به عنوان حلقه ارتباطی حیاتی بین سطح زمین و جو در نظر میگیرند. هنگامی که گیاهان رطوبت را تعرق میکنند، محیط محلی را خنک کرده و بخار آب لازم برای بارش در مناطق پاییندست باد را تامین میکنند. این دیدگاه برجسته میسازد که جنگلزدایی تنها زیستگاه را از بین نمیبرد؛ بلکه پمپ آب سبز را میشکند که منجر به خشک شدن منطقهای و تغییر الگوهای آب و هوایی در هزاران مایل دورتر میشود.
- هیدرولوژیستهای سنتی
- تمرکز بر مدیریت آب آبی قابل رویت و قابل استخراج از طریق زیرساختهایی مانند سدها، کانالها و پمپهای آب زیرزمینی.
- اقتصاددانان کشاورزی
- تأکید بر نقش غالب آب سبز در امنیت غذایی جهانی و ارزش اقتصادی محصولات دیم.
- مدلسازان سیستم زمین
- ردیابی چرخه بازخورد تبخیر و تعرق برای درک اینکه چگونه تغییرات کاربری اراضی بر بارش در مناطق پاییندست باد و الگوهای اقلیمی تأثیر میگذارد.
دیدگاههایی که این گزارش پوشش نداده
- مدیران بومی اراضی
- اپراتورهای تاسیسات آب شهری
منابع
[1]Water Resources Researchمدلسازان سیستم زمینThe 60 Percent of Precipitation That Never Reaches a River: Distinguishing Blue Water from Green Water
مطالعه در Water Resources Research →
[2]Water Resources and Rural Developmentاقتصاددانان کشاورزیGreen water: The forgotten water resource in water resources management
مطالعه در Water Resources and Rural Development →
[3]The Economistهیدرولوژیستهای سنتیThe colour of water
مطالعه در The Economist →
[4]Nature Geoscienceمدلسازان سیستم زمینGlobal partitioning of precipitation into blue and green water
مطالعه در Nature Geoscience →
[5]U.S. Geological Surveyمدلسازان سیستم زمینEvapotranspiration and the Water Cycle
مطالعه در U.S. Geological Survey →
[6]UNESCO Digital Libraryاقتصاددانان کشاورزیGreen water: the forgotten water resource
مطالعه در UNESCO Digital Library →
[7]تیم سردبیری کوهستانتحلیل تیم سردبیری کوهستان
مطالعه در تیم سردبیری کوهستان →
بیشتر در محیط زیست
مشاهده همه →بحران آب
ورود سامانه بارشی جدید به کشور؛ امید به جبران خشکی آغاز سال آبی در ۲۳ استان
2 منبع
فرونشست زمین
فشردگی برگشتناپذیر لایههای رسی: چرا فرونشست زمین حتی با احیای آبخوانها جبران نمیشود؟
5 منبع
بحران اقلیمی
دادههای کوپرنیک: دبی رودخانههای اروپا به کمترین سطح تابستانی از سال ۱۹۹۲ رسید
8 منبع
هیدروپلیتیک حوضه نیل
نخستوزیر مصر در سازمان ملل: امنیت آبی نیل یک «مسئله حیاتی» است؛ قاهره وضعیت تحمیلشده سد النهضه را نمیپذیرد
5 منبع
نظرات
هر زاویه. هر روز.
اخبار محیط زیست با پوشش کامل منابع و تحلیل دیدگاهها، هر روز و رایگان.





