Nghiên cứu mới xem xét các yêu cầu về nước hiện tại và tương lai đối với nông nghiệp toàn cầu và dự đoán liệu mực nước có sẵn, từ nước mưa hoặc nước tưới, có đủ để đáp ứng những nhu cầu đó trong điều kiện biến đổi khí hậu hay không. Để làm như vậy, các nhà nghiên cứu đã phát triển một chỉ số mới để đo lường và dự đoán sự khan hiếm nước trong hai nguồn chính của nông nghiệp: nước từ đất đến từ mưa, được gọi là nước xanh lá cây, và nước tưới từ sông, hồ và nước ngầm, được gọi là nước xanh lam. Đây là nghiên cứu đầu tiên áp dụng chỉ số toàn diện này trên toàn thế giới và dự đoán sự khan hiếm nước xanh lam và xanh lá cây trên toàn cầu do hậu quả của biến đổi khí hậu.

Xingcai Liu, Phó Giáo sư tại Viện Khoa học Địa lý và Nghiên cứu Tài nguyên Thiên nhiên thuộc Học viện Khoa học Trung Quốc và là tác giả chính của nghiên cứu mới cho biết: “Chỉ số này cho phép đánh giá tình trạng khan hiếm nước nông nghiệp ở cả đất trồng trọt được tưới bằng nước mưa và được tưới tiêu một cách nhất quán”.

Trong 100 năm qua, nhu cầu sử dụng nước trên toàn thế giới đã tăng nhanh gấp đôi so với dân số loài người. Khan hiếm nước đã là một vấn đề ở mọi châu lục với nông nghiệp, là mối đe dọa lớn đối với an ninh lương thực. Mặc dù vậy, hầu hết các mô hình khan hiếm nước đã không có cái nhìn toàn diện về cả nước xanh lam và xanh lá cây.

Nước xanh lá cây là phần nước mưa cung cấp cho thực vật trong đất. Phần lớn lượng mưa kết thúc dưới dạng nước xanh, nhưng nó thường bị bỏ qua vì nó không thể nhìn thấy trong đất và không thể được chiết xuất cho các mục đích khác. Lượng nước xanh có sẵn cho cây trồng phụ thuộc vào lượng mưa mà một khu vực nhận được và lượng nước bị mất do dòng chảy và bốc hơi. Các hoạt động canh tác, thảm thực vật bao phủ khu vực, loại đất và độ dốc của địa hình cũng có thể có ảnh hưởng. Khi nhiệt độ và lượng mưa thay đổi theo biến đổi khí hậu, và các hoạt động canh tác ngày càng gia tăng để đáp ứng nhu cầu của dân số ngày càng tăng, nguồn nước xanh này dành cho cây trồng cũng có thể sẽ thay đổi.

Mesfin Mekonnen tại Đại học Alabama cho biết công trình nghiên cứu này rất kịp thời trong việc nhấn mạnh tác động của khí hậu đối với nguồn nước sẵn có trên các vùng trồng trọt.

Ông nói: “Điều khiến nghiên cứu trở nên thú vị là việc phát triển một chỉ báo khan hiếm nước có tính đến cả nước xanh lam và nước xanh lá cây. Hầu hết các nghiên cứu chỉ tập trung vào tài nguyên nước xanh lam, ít quan tâm đến nước xanh lá cây”.

Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng trong điều kiện biến đổi khí hậu, tình trạng khan hiếm nước nông nghiệp toàn cầu sẽ trở nên tồi tệ hơn ở 84% diện tích đất trồng trọt, với việc mất nguồn cung cấp nước dẫn đến tình trạng khan hiếm ở khoảng 60% diện tích đất trồng trọt đó.

Những thay đổi về nguồn nước xanh lá cây sẵn có do lượng mưa thay đổi và sự bốc hơi do nhiệt độ cao hơn, hiện được dự đoán sẽ ảnh hưởng đến khoảng 16% diện tích đất trồng trọt trên toàn cầu. Thêm khía cạnh quan trọng này vào sự hiểu biết của con người về tình trạng khan hiếm nước có thể có ý nghĩa đối với việc quản lý nước nông nghiệp. Ví dụ, vùng Đông Bắc Trung Quốc và vùng Sahel ở châu Phi được dự đoán sẽ nhận được nhiều mưa hơn, điều này có thể giúp giảm bớt tình trạng khan hiếm nước nông nghiệp. Tuy nhiên, lượng mưa giảm ở vùng trung tây Hoa Kỳ và tây bắc Ấn Độ có thể dẫn đến việc tăng lượng nước tưới để hỗ trợ canh tác nông nghiệp.

Chỉ số mới có thể giúp các quốc gia đánh giá mối đe dọa và nguyên nhân của tình trạng khan hiếm nước nông nghiệp và phát triển các chiến lược để giảm tác động của hạn hán trong tương lai.

Nhiều thực hành giúp bảo tồn nguồn nước nông nghiệp. Phủ lớp phủ làm giảm sự bốc hơi từ đất, canh tác không cày xới khuyến khích nước thấm vào mặt đất và điều chỉnh thời gian trồng rừng có thể điều chỉnh tốt hơn sự phát triển của cây trồng với các mô hình mưa thay đổi. Ngoài ra, canh tác theo đường đồng mức, trong đó nông dân xới đất trên đất dốc thành hàng với cùng độ cao, ngăn chặn nước chảy và xói mòn đất.

Liu nói: “Về lâu dài, cải thiện cơ sở hạ tầng thủy lợi, chẳng hạn như ở châu Phi, và tưới tiêu hiệu quả sẽ là những giải pháp giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu trong tương lai trong bối cảnh nhu cầu lương thực ngày càng tăng”.