چگونه ۶۰ درصد از بارش‌های جهانی به رودخانه‌ها و سفره‌های آب زیرزمینی نمی‌رسد: شکاف آب سبز

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]